世界首颗高轨SAR卫星顺利“到岗” 陆地探测四号01星强在哪？

本文转自：中国新闻网

中新社北京8月21日电 题：世界首颗高轨SAR卫星顺利“到岗” 陆地探测四号01星强在哪？

中新社记者 马帅莎

据中国国家航天局21日消息，陆地探测四号01星经过4次变轨后，近日顺利进入工作轨道，合成孔径雷达(SAR)天线成功展开，完成了卫星入轨初期飞控试验主要工作，卫星工况正常，状态良好，后续将继续开展在轨测试等工作。

作为世界首颗进入工程实施阶段的高轨SAR卫星，“减灾卫士”陆地探测四号01星兼具看得广、看得细、盯着看、看得快等多项技能，将进一步完善中国天基灾害监测体系，对全面提升中国防灾减灾救灾综合水平具有重要意义。

据了解，SAR通过向地面发射电磁波、接收地面回波来探测地面情况，工作时不受光照、天气条件限制，是极端天气条件下观测的“一把好手”。自20世纪七八十年代起，多国先后研制发射SAR卫星，用于灾害监测等领域。但是，目前国际上SAR卫星都运行于低轨，卫星过境时间短、重访周期长、观测范围小，难以满足应急、抢险和救灾的时效性需求。

不同于低轨卫星，地球同步轨道卫星运行于距离地球36000公里的高空，绕地飞行周期与地球自转周期相等，从地面看，卫星相对固定在地面上空，可以有效弥补低轨卫星在观测时间上的不足。同时，高轨卫星以其“站得高、看得广”的优势，在观测范围上也能对低轨卫星进行良好补充。

然而，如何让SAR在高轨上顺利成像一直是“世界级难题”。由于高轨卫星位于“千里之外”，雷达信号在太空中传输呈指数型衰减，同时SAR对于轨道精度要求很高，高轨微波成像一直是“空白领域”，世界主要航天国家虽有研究，但均未进入工程研制。

面对SAR高轨成像难题，研制团队实现了精密定轨技术跨代。陆地探测四号01星若要成像，必须知道成像时的轨道位置。由于高轨卫星比导航卫星所处轨道高，只能“捡”地球另一侧导航卫星“漏过来”的信号，但这种信号十分微弱，常用的定轨方法精度只能达到百米左右，远不能满足“减灾卫士”的成像需求。

为此，研制团队耗费4年时间提高天线接收能力，开发针对微弱信号的捕获算法，提出“导航卫星+地面测距”定轨方案，并配备误差校正手段，最终将定轨精度由百米提升至米级。

为了让陆地探测四号01星更好地服务于防灾减灾工作，研制团队利用卫星高轨和微波两个特点，紧扣灾害发生特点和观测需求，为卫星设计了普查、区域、凝视、应急四种应用模式。

在普查模式下，陆地探测四号01星可以将宏观信息“一眼尽收”。由于“站得高、看得广”，卫星单次成像覆盖面积近1/6个中国，一眼望去，几乎可以获取整个长江流域的水文信息。

利用普查模式获取宏观信息后，地面团队可利用区域模式对关注地区进行详细观测，进一步“精细”守护。相比普查模式看得“大而全”，区域模式成像面积大约是普查模式的1/5，但分辨率更高，看得“小而精”。

“减灾卫士”的凝视模式是研制团队专门根据国家灾害应急观测需求定制的。开启该模式后，卫星能凭借驻留地球上空的优势，以1小时量级为间隔，对受灾区域开展持续多次观测，相比低轨卫星，观测效率大幅提升，可以支撑应急管理部门连续动态地掌握灾情、作出决策。

除了看得广、看得细、盯着看，陆地探测四号01星还能做到看得快，统筹兼顾多地灾情，其应急模式可以支撑多地灾害同时发生情况下的监测需求。比如，当南北方同时发生灾害时，研制团队可以将卫星高轨道优势和强机动能力进行强强联合，通过高精准的快速指向调整，让卫星可以“左右兼顾”、哪里需要看哪里。