科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬

2月9日17點(diǎn)55分和19點(diǎn)34分，中國(guó)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(cè)一號(hào)01組A星（LT-1A）下行數(shù)據(jù)。接收任務(wù)時(shí)長(zhǎng)分別為3分14秒和2分30秒，完成總計(jì)36.66 GB數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收、記錄、傳輸。這是衛(wèi)星通過(guò)攜帶的合成孔徑雷達(dá)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)LT-1 SAR）載荷首次實(shí)現(xiàn)在軌成像，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)異。

陸地探測(cè)一號(hào)01組（LT-1）衛(wèi)星是《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》中首個(gè)啟動(dòng)的衛(wèi)星型號(hào)任務(wù)，包括LT-1A和LT-1B兩顆先進(jìn)的全極化L波段干涉合成孔徑雷達(dá)（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(tuán)隊(duì)研發(fā)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)由空天院所屬中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站接收。

陸地探測(cè)一號(hào)01組A星首次開(kāi)機(jī)，獲取青海省海西地區(qū)圖像

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

作為我國(guó)第一部機(jī)載SAR和星載SAR的研制單位，空天院是我國(guó)星載SAR理論、關(guān)鍵技術(shù)的孵育基地，長(zhǎng)期致力于我國(guó)星載SAR的技術(shù)攻關(guān)和研發(fā)研制工作。

2011年以來(lái)，空天院載荷研制團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十一載，全過(guò)程開(kāi)展LT-1衛(wèi)星規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程研制等任務(wù)，最終在國(guó)際上首次實(shí)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(hào)等技術(shù)突破，大大推動(dòng)了SAR技術(shù)的發(fā)展。

LT-1衛(wèi)星SAR干涉測(cè)量模式工作示意圖

LT-1 SAR載荷是我國(guó)首個(gè)以差分干涉測(cè)量為主任務(wù)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。“為確保衛(wèi)星測(cè)量精度，我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了高精度SAR相位內(nèi)定標(biāo)器。”載荷研制團(tuán)隊(duì)成員說(shuō)，通過(guò)高精度SAR相位內(nèi)定標(biāo)器，LT-1 SAR不僅可在開(kāi)機(jī)成像過(guò)程中精確測(cè)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(cè)量相位長(zhǎng)周期變化。

得益于此，LT-1 SAR獲取同一地區(qū)的多幅雷達(dá)圖像后，將有望獲取地表毫米級(jí)精度的形變信息，在地表形變測(cè)量、地形制圖、地質(zhì)災(zāi)害（滑坡、泥石流、地震、火山）監(jiān)測(cè)等方面具有很大的應(yīng)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(jí)別的距離相伴飛行，通過(guò)雙基SAR干涉體制協(xié)同對(duì)地面成像，獲取地表高程信息。

“作為國(guó)際前沿技術(shù)，雙基SAR干涉體制最大的難題是兩個(gè)空間相距數(shù)公里遠(yuǎn)的雷達(dá)如何在以7.6km/s飛行的同時(shí)做到相位同步。”載荷研制團(tuán)隊(duì)成員說(shuō)，這就猶如要求兩個(gè)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(wàn)億分之一秒時(shí)間內(nèi)做到心跳一致。

為了解決該難題，空天院載荷研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)，在國(guó)際首次提出了非中斷相位同步技術(shù)，并結(jié)合相位定標(biāo)技術(shù)，使兩個(gè)分置的SAR系統(tǒng)相位同步精度比國(guó)外同類(lèi)技術(shù)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，確保了LT-1雙基SAR體制實(shí)現(xiàn)米級(jí)精度高程測(cè)量。

喀什站首軌數(shù)據(jù)接收任務(wù)工作現(xiàn)場(chǎng)

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

同時(shí)，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(tuán)隊(duì)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(shù)，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(cè)效能與性能，提高土地、減災(zāi)、測(cè)繪、林業(yè)等行業(yè)的定量遙感業(yè)務(wù)能力。

載荷研制團(tuán)隊(duì)成員表示，此次LT-1A獲取首軌高質(zhì)量的圖像，為后續(xù)LT-1衛(wèi)星編隊(duì)運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。結(jié)合雙基SAR干涉測(cè)量與多模式極化成像體制，LT-1衛(wèi)星系統(tǒng)將成為國(guó)際上首個(gè)具備單軌多模式極化干涉成像能力的SAR衛(wèi)星，其典型應(yīng)用之一是可測(cè)量森林生物量，為實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)監(jiān)測(cè)提供有效技術(shù)手段，進(jìn)一步支撐國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施。

（文中圖片由中科院空天院提供）

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