科技日報記者 陸成寬

2月9日17點55分和19點34分，中國遙感衛(wèi)星地面站密云站及喀什站先后成功跟蹤、接收到陸地探測一號01組A星（LT-1A）下行數據。接收任務時長分別為3分14秒和2分30秒，完成總計36.66 GB數據的實時接收、記錄、傳輸。這是衛(wèi)星通過攜帶的合成孔徑雷達（以下簡稱LT-1 SAR）載荷首次實現(xiàn)在軌成像，圖像質量優(yōu)異。

陸地探測一號01組（LT-1）衛(wèi)星是《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》中首個啟動的衛(wèi)星型號任務，包括LT-1A和LT-1B兩顆先進的全極化L波段干涉合成孔徑雷達（SAR）衛(wèi)星。其中，LT-1A衛(wèi)星于1月26日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。

LT-1A衛(wèi)星的SAR荷載由中科院空天院載荷研制團隊研發(fā)，衛(wèi)星數據由空天院所屬中國遙感衛(wèi)星地面站接收。

陸地探測一號01組A星首次開機，獲取青海省海西地區(qū)圖像

載荷研制團隊成員介紹，SAR是一種微波成像雷達系統(tǒng)，與光學成像系統(tǒng)一起構成了遙感衛(wèi)星實現(xiàn)高分辨率對地觀測的兩大重要載荷，可不受光照和氣候條件限制，全天時、全天候拍攝高分辨率微波照片, 甚至可以透過淺層地表或稀疏植被獲取被掩蓋的信息，在對地觀測領域具有不可替代的作用。

作為我國第一部機載SAR和星載SAR的研制單位，空天院是我國星載SAR理論、關鍵技術的孵育基地，長期致力于我國星載SAR的技術攻關和研發(fā)研制工作。

2011年以來，空天院載荷研制團隊歷時十一載，全過程開展LT-1衛(wèi)星規(guī)劃、關鍵技術攻關和工程研制等任務，最終在國際上首次實現(xiàn)非中斷相位同步、多模式混合極化和多自由度編碼發(fā)射信號等技術突破，大大推動了SAR技術的發(fā)展。

LT-1衛(wèi)星SAR干涉測量模式工作示意圖

LT-1 SAR載荷是我國首個以差分干涉測量為主任務的對地觀測系統(tǒng)。“為確保衛(wèi)星測量精度，我們團隊經過多年技術攻關，研發(fā)了高精度SAR相位內定標器。”載荷研制團隊成員說，通過高精度SAR相位內定標器，LT-1 SAR不僅可在開機成像過程中精確測量相位短周期變化，而且可以在衛(wèi)星8年壽命期間精確測量相位長周期變化。

得益于此，LT-1 SAR獲取同一地區(qū)的多幅雷達圖像后，將有望獲取地表毫米級精度的形變信息，在地表形變測量、地形制圖、地質災害（滑坡、泥石流、地震、火山）監(jiān)測等方面具有很大的應用潛力。

更重要的是，LT-1A星將與馬上發(fā)射的“雙胞胎兄弟”LT-1B星形成星座，雙星以公里級別的距離相伴飛行，通過雙基SAR干涉體制協(xié)同對地面成像，獲取地表高程信息。

“作為國際前沿技術，雙基SAR干涉體制最大的難題是兩個空間相距數公里遠的雷達如何在以7.6km/s飛行的同時做到相位同步。”載荷研制團隊成員說，這就猶如要求兩個人分別坐在兩條平行的以7.6km/s速度飛行的航天器上，在萬億分之一秒時間內做到心跳一致。

為了解決該難題，空天院載荷研制團隊經過技術攻關，在國際首次提出了非中斷相位同步技術，并結合相位定標技術，使兩個分置的SAR系統(tǒng)相位同步精度比國外同類技術高出一個數量級，確保了LT-1雙基SAR體制實現(xiàn)米級精度高程測量。

喀什站首軌數據接收任務工作現(xiàn)場

除干涉測量體制，LT-1 SAR載荷還具備多模式極化成像能力，可實現(xiàn)對其材料特性、幾何形狀和方向取向等信息的測量，對于獲取更豐富地物信息具有極大潛力。

同時，為解決全極化成像與幅寬及可視范圍的矛盾，空天院載荷研制團隊還提出了多模式混合極化和新體制波束賦形等一系列新技術，使全極化模式成像幅寬和可視范圍均得到大幅提高，提升SAR衛(wèi)星觀測效能與性能，提高土地、減災、測繪、林業(yè)等行業(yè)的定量遙感業(yè)務能力。

載荷研制團隊成員表示，此次LT-1A獲取首軌高質量的圖像，為后續(xù)LT-1衛(wèi)星編隊運行奠定了良好基礎。結合雙基SAR干涉測量與多模式極化成像體制，LT-1衛(wèi)星系統(tǒng)將成為國際上首個具備單軌多模式極化干涉成像能力的SAR衛(wèi)星，其典型應用之一是可測量森林生物量，為實現(xiàn)碳循環(huán)監(jiān)測提供有效技術手段，進一步支撐國家“雙碳”戰(zhàn)略實施。

（文中圖片由中科院空天院提供）

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