形变测量毫米级！陆地探测一号01组A星为我国地质灾害监测再添利器
1月26日，航天科技集团八院研制的陆地探测一号01组A星由长征四号丙运载火箭成功送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。
这颗卫星将与后续发射的B星组网运行，开展地表形变监测和地形测绘，为我国地质灾害自主卫星检测与防治工作提供支撑，维护国家资源，守护生态安全。
陆地探测一号01组卫星总指挥李瑞祥介绍，这组卫星是国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015年—2025年）的重要组成部分。卫星系统的任务是同时研制统一型号的2颗L波段差分干涉SAR（合成孔径雷达）卫星——陆地探测一号01组A星和B星，并提供在轨技术支持。该卫星既有在轨的任务规划，要求获取SAR观测数据，又要具备相应的辅助收集能力、覆盖特性、存放特性，满足多用户的任务规划和要求。
李瑞祥介绍，该卫星通过搭载L波段多极化SAR，利用差分干涉形变测量和干涉测高的技术，对指定区域进行地表形变监测和地形测绘。它具有全天候、全天时、多模式、多极化等特点，可以广泛应用于自然资源调查监测、应急管理、林业草原监测等领域，主要为自然资源部、应急管理部、国家林业草原局、中国地震局等行业部门提供公益数据服务。
“双星填补了我国L波段陆地探测卫星的空白。” 陆地探测一号01组卫星副总设计师、执行总师魏春介绍，L波段信号具有波长长、穿透性好的特点，可以穿透这些植被覆盖区域进行平面测量，相比其他波段更容易生成满足形变测量要求的干涉图。“比如，在对森林地表进行观测时，L波段信号可以穿过20米高的大树，准确测量地面高度，而不是只能测出森林高度。”
魏春介绍，陆地探测一号卫星是首颗应用北斗三号新体制信号的卫星，实现了对高精度北斗的在轨应用。
其实，国际上大多数L波段SAR在轨期间，卫星的导航系统是不工作的。因为导航卫星都是L波段卫星，采用同一频段，会产生同频干扰。对此，陆地探测一号卫星团队率先提出了一种脉冲技术，解决了同频干扰下的高精度定轨难题。运用该技术，卫星雷达开启期间也能接收到高精度北斗信号，满足定轨需求。
卫星总体主任设计师张丙良介绍，作为国内首型L波段陆地探测卫星，双星研制工作技术新、难度大，也牵引着多个关键技术和核心元器件实现了从无到有、自主可控。例如，针对载荷特点，卫星采用了气浮悬挂展开装置，属国内首个。在研制阶段，团队制作了很多工装设备开展试验验证，用半年时间克服难点，专门研制出了气浮悬挂装置。
魏春介绍，双星组网后， A星和B星可以互为“主角”“配角”，以跟飞、绕飞这2种在轨飞行模式展开工作，地表形变测量精度达毫米级。
其中，跟飞模式是指两颗卫星在圆轨道间隔180度飞行。在跟飞模式中，双星可以实现高频次对地观测。“比如，对北京原先8天看一次，现在4天就能看一次”，能够持续进行加密观测，更好地监测地表形变。
跟飞时，双星还能实现大尺度、毫米级的高精度地表形变测量，能够服务于地震灾害等重大地质灾害应急调查，为地面沉降、滑坡、地面塌陷、地震变形等灾害的勘查和防治提供数据支撑，是早期识别复杂地区重大地质灾害隐患的“利器”。
和其他SAR卫星相比，陆地探测一号01组卫星利用L频段，在国内首次实现了混合模式极化。这让卫星具备了圆极化、简缩极化等先进的极化测量模式，可以提升卫星的定量遥感能力，更好地为土地利用分类等业务提供数据保障。
双星还有绕飞模式。魏春形象地将双星绕飞模式比作“跳交谊舞”——一颗卫星在轨道飞行，“舞伴”飞在它的左侧或右侧，两颗卫星一起看往同一方向。
绕飞模式中，两颗卫星之间间隔很近。绕飞模式主要用于测高，可以观测到森林、险峻山地等地质人员难以到达的地方，多应用于林业领域，可以为植被生物量估算等业务提供数据保障。绕飞模式中，双星可以实现星载干涉测量、多模式极化系统设计，这也是国际首个具备单轨多模式极化干涉技术的卫星。
“在轨期间，双星的跟飞和绕飞这2种模式可以根据用户需求而灵活切换。”魏春说，“相比A星，B星还搭载了星上SAR实时处理设备，在星上完成数据处理，直接传回图像，为应急减灾工作提供有力支撑。”
卫星从2016年10月20日立项，到去年年底完成研制，研制历时5年。5年间，团队研制了1个初样平台、2台初样载荷，2颗正样卫星，“相当于5年研制了3.5颗卫星”。
卫星指挥线系统根据双星的研制特点，进行管理模式创新，按照“一支卫星研制队伍、一套地面设备”的思路，合理优化了卫星总装测试过程中人员的岗位配置，在短短5年内成功完成了3.5颗卫星的研制任务。
“从初样到正样，团队扎实做好每一次试验。有一个月，连续做了20天连续不间断的电测。设计师队伍中，60%是年轻人，这些小孩跟着我们加班加点，只要研制需要，就毫无怨言。”魏春说。
张丙良回忆，在正样研制时，SAR天线的面积特别大，超过33平方米，总装厂房、真空热实验罐都只能容纳一颗卫星展开试验及真空热试验，两颗卫星无法并行工作。针对这一情况，研制队伍提前策划，并且不断根据实际情况优化双星的研制流程。团队采用串并联的方式，尽可能减少流程中的瓶颈和单点，确保双星研制节奏匹配。
“一方面，大家心朝一处想、劲往一处使，再大的困难也都可以克服。另一方面，团队在技术上和计划上提前思考，精心谋划，以严慎细实的态度去面对和解决问题。”谈及研制和发射准备工作中取得的经验，张丙良表示。
例如，进入发射场之后，在只有一支队伍、一个厂房、一套试验工装、一套地面测试设备的条件下，试验队在项目办的精心组织下、在卫星总体及各单位的密切配合下，采用交叉串并行的方式，仅用40余天就基本完成了2颗卫星在技术区的全部工作，期间没有发生任何安全问题、质量问题。
为了这次进场发射，八院组织项目办、卫星总体总装单位，提前一年多就到发射场进行了实地的调研论证协调。这些协调论证工作为试验队顺利进场开展工作奠定了良好的基础。“现在大家干劲儿很足，因为工作完成得比较顺利，期待着赶快执行任务，看着自己研制的产品飞向太空。”张丙良说。
本文授权转载自“中国航天报”，原标题《形变测量毫米级！陆地探测一号01组A星为我国地质灾害监测再添利器》，记者 | 宋皓薇，图、视频 | 航天科技集团八院
为分享前沿资讯及有价值的观点，卫星与网络微信公众号转载此文，并经过编辑。
支持保护知识产权，转载请注明原出处及作者。
部分图片难以找到原始出处，故文中未加以标注，如若侵犯了您的权益，请第一时间联系我们。
电子杂志，扫码阅读
期期精彩，不容错过
· 卫星与网络微信公众号（ID：satnetdy）团队
杂志订阅，请加微信：
wangxiaoyu9960
微信公众号太多不好找到我们？
这个问题其实很容易解决，
置顶，或星标公众号“卫星与网络”
遇见你真好，希望能一直陪着你。
阅读原文
关键词
地表形变
颗卫星
我国
团队
L波段
最新评论
推荐文章
作者最新文章
你可能感兴趣的文章
Copyright Disclaimer: The copyright of contents (including texts, images, videos and audios) posted above belong to the User who shared or the third-party website which the User shared from. If you found your copyright have been infringed, please send a DMCA takedown notice to [email protected]. For more detail of the source, please click on the button "Read Original Post" below. For other communications, please send to [email protected].
版权声明：以上内容为用户推荐收藏至CareerEngine平台，其内容（含文字、图片、视频、音频等）及知识版权均属用户或用户转发自的第三方网站，如涉嫌侵权，请通知[email protected]进行信息删除。如需查看信息来源，请点击“查看原文”。如需洽谈其它事宜，请联系[email protected]。
版权声明：以上内容为用户推荐收藏至CareerEngine平台，其内容（含文字、图片、视频、音频等）及知识版权均属用户或用户转发自的第三方网站，如涉嫌侵权，请通知[email protected]进行信息删除。如需查看信息来源，请点击“查看原文”。如需洽谈其它事宜，请联系[email protected]。