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剛剛發射的陸地探測一号01組B星,有哪些新本領?

2月27日7時44分,大陸在酒泉衛星發射中心采用長征四号丙遙三十運載火箭,成功發射陸地探測一号01組B星。

剛剛發射的陸地探測一号01組B星,有哪些新本領?

陸地探測一号01組衛星是《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)》中首個立項的科研衛星工程,由A、B星組成。A星已于1月26日在酒泉衛星發射中心成功實施發射,目前正按計劃開展在軌測試,衛星相關功能性能正常。B星入軌後,将單獨開展在軌測試,再與A星進行編隊測試。

剛剛發射的陸地探測一号01組B星,有哪些新本領?

陸地探測一号01組A、B雙星技術狀态基本相同,均配置L波段合成孔徑雷達(SAR)載荷,在軌應用幹涉測高和差分形變測量技術,可實作重軌幹涉形變測量、雙星編隊幹涉測高及單星成像等功能,完成地表形變測量、數字高程模型擷取等主要觀測任務,具有全天候、全天時、多模式、多極化等特點,支援和服務國土資源、地震、防災減災、基礎地理資訊擷取、林業等應用需求,可形成重大災害快速反應能力。

這顆衛星有哪些厲害之處?

穿雲透雨:高精度地形測繪

數字高程模型作為重要的國家基礎地理資訊資料,在國家重大戰略實施、大型工程建設、災害評估、地質制圖、城鄉規劃、土地利用等領域具有重要的應用價值。

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“例如我們要建設5G基站及特高壓輸電線等,這些設施往往都選址在坡地、丘陵、山間。坡度、坡向、山脊線、山谷線等資訊可為這些站點的合理布設提供重要的資料支撐。” 陸地探測一号01組衛星總設計師陳筠力介紹,“因為我們國家山區丘陵多,人工測繪耗時又危險,而光學遙感受制于大陸大部分地區多雲多雨氣候特征的影響,無法做到實時擷取。雷達衛星的特點,使其可以穿透雲層和地表植被,實作全天候、全天時、高精度的觀測,在地形測繪中具有獨特的優勢。”

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“我們應用了波的幹涉原理,兩顆衛星中一顆發射雷達信号,當兩顆衛星同時接收到地面回波後,通過處理就可以反演得到地面與兩顆衛星之間的距離差,進而擷取地面的高程資訊。”據悉,陸地探測一号01組是全球首個L波段分布式編隊多極化幹涉SAR測高衛星系統,地面觀測分辨率達到米級,地面高程測量精度滿足1:50000比例尺标準。可為大陸自然資源調查體系建構、全球地理資訊資源建設與更新、高精度地形資料更新提供重要的技術支撐。

精準協調:雙星共舞美如畫

幹涉SAR測高的原理要求雙星需要在特定的視角差範圍内對地觀測,但雙星不斷繞飛運動,兩星之間的距離及視角差是不斷變化的,而且衛星要為防碰撞留足夠的安全距離,這給衛星的編隊構型設計及控制提出了前所未有的挑戰。

剛剛發射的陸地探測一号01組B星,有哪些新本領?

“根據雙星幹涉測高要求,雙星在太空需時刻攜手相伴飛行,猶如雙人花滑的舞者,既要保證各自技術動作的精準穩定,還要兼顧雙人動作的協調配合。與數分鐘的表演不同,衛星在軌需要在任務周期内克服各類複雜幹擾因素的影響,實作穩定運作。” 衛星副總設計師魏春解釋。

研制團隊考慮到有限的燃料配置設定和長時間的運作要求,提出了繞飛編隊構形設計與精確定持的新方法,利用地球引力攝動關系優化配置雙星軌道參數,同時設計了基于精确脈沖控制的編隊構形自主保持技術,繞飛構形參數精确控制在米級,達到國際先進水準。

剛剛發射的陸地探測一号01組B星,有哪些新本領?

星靈相通:雙星協同繪大地

雙星在軌幹涉測高,需要兩星在時間、空間、相位三個次元上保持高度一緻性。衛星總指揮李瑞祥解釋:“我們B星與A星設計狀态一緻,可謂一對 ‘雙胞胎’,從根源上對一緻性加以保證,而且雙星在軌還可以通過星間鍊路實作互聯互通。”

研制團隊創新性地提出了基于編隊衛星三維姿态導引與控制、非中斷雙基地成像等一系列新技術,可有效保證雙星的同步性能。基于實時編隊構形的三維姿态導引與控制技術,可有效提升陸地探測一号01組雙星長基線編隊飛行時的空間同步性能。

剛剛發射的陸地探測一号01組B星,有哪些新本領?

“我們在國際上首次采用了非中斷雙基地成像模式,從根本上解決了雙基星載SAR成像和相位同步不能同時進行的難題,可大幅提升相位同步精度,并在國際上形成了自主知識産權。” 衛星副總設計師王宇介紹。

(光明日報全媒體記者崔興毅 通訊員何家玲 劉豔陽 視訊圖檔均由國家航天局提供)

來源:光明日報全媒體記者崔興毅 通訊員何家玲 劉豔陽

責編:王遠方

編輯:邢妍妍 吳亞琦

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