解密新“千里眼” 高分三号卫星应用前景
作者:邱学雷 赵金龙 邹维荣 李成一 发布于:2016-08-10 11:44:10 来源:中国军网-军报记者
8月10日,我国高分三号卫星在长征四号丙运载火箭的托举下成功升天,这是我国首颗C频段全极化合成孔径雷达(SAR)卫星,也是高分专项“天眼工程”中唯一一颗雷达星。
作为新“千里眼”,有哪些过人本领?记者在太原卫星发射中心现场采访专家解密高分三号的过人本领。
8月10日,我国在太原卫星发射中心成功发射高分三号卫星。刘国辉 摄
全天候成像,不管白天或黑夜,也不管晴空或雷雨多云
国防科工局重大专项工程中心主任、高分专项工程总师童旭东说,高分三号卫星与先前已经发射的高分一号卫星、高分二号卫星、高分四号卫星以及正在研制的高分五号卫星、高分六号卫星和高分七号卫星这六颗光学遥感卫星不同,高分三号卫星是一颗微波雷达成像的遥感卫星,具有全天时、全天候的成像能力。
国家卫星海洋应用中心主任、高分专项应用系统副总师蒋兴伟说,在出现台风、风暴潮、地震、滑坡、洪涝等自然灾害时,往往伴随恶劣的气象条件,光学遥感卫星在厚实的云雾遮挡下,目光再犀利也会“功力大减”,而高分三号则可穿透云、雾、雨、雪、霾等进行微波成像,迅速为提供灾区第一手图像信息。
据统计,我国约70%的灾害是台风、风暴潮、地震、洪涝和泥石流等,而以往我国仅能使用大量的国外微波遥感成像卫星提供的高分辨率图像数据,所以国内的用户都非常迫切希望高分三号卫星尽早发挥作用。高分三号卫星工程的用户涵盖了国内各类应用部门,各行业也迫切需要高分三号卫星工程提供的高质量连续稳定的合成孔径雷达图像,以替代目前大量进口的国外卫星数据。
“一星多用”的典范——全球成像模式最多的SAR卫星
高分三号卫星其综合技术指标已经超出国际同类卫星水平。比如成像模式,整星设计了12种成像模式,可以满足各类用户不同的任务需求;成像质量,整星最高提供1米分辨率图像,同时也可以提供10米量级和百米量级分辨率图像,是世界上成像模式最多的SAR卫星。这是颗可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等成像模式自由变换的SAR卫星,不仅可以看海,还可以探地,是“一星多用”的典范。
由于具备1米分辨率成像模式,高分三号卫星成为世界上C频段多极化SAR卫星中分辨率最高的卫星系统。而且它能同时发射、接收水平波和垂直波,是我国首颗全极化SAR卫星,全极化信息将提供目标更丰富的特性描述,帮助人们对地物进行更好的分类,目标识别能力大大增强。
另外,高分三号卫星提供万瓦级功率,在确保获取高精度SAR图像的前提下,可以最长支持单次连续成像工作达到近小时量级,远超过国内外单次成像水平,实现了用户,特别是海洋用户连续工作的需求。
首颗长寿命星,在轨工作8年国际领先
高分三号卫星系统总体主任设计师刘杰介绍,高分三号卫星是我国首颗长寿命设计的低轨遥感卫星,在轨设计寿命8年,比我国以往卫星3到5年的寿命长得多,与国际上遥感卫星6到7年半的寿命比也处于领先。
研制这颗长寿星,科学家采取了大量高可靠性的保障措施,卫星关键部位全部进行了长寿命专项试验,以保证高分三号能在轨长期可靠运行,为用户提供长时间稳定的数据支撑服务。
为使高分三号达到1米的高分辨率,对合成孔径雷达载荷的带宽和微波发射功率都有很高要求。在确保获取高精度SAR图像的前提下,高分三号可以最长支持单次连续成像工作达到近小时量级,远超过国内外单次成像水平,可满足海洋用户连续工作的需求。
刘杰介绍,我们国内低轨道遥感卫星从来没到过设计寿命8年,都是5年。为此,他们整个研制团队针对长寿命进行了专项设计,形成了一整套的长寿命卫星设计思路和方法,这些思路和方法未来也会应用到其它卫星上面。
8年的时间高分三号卫星要在太空中在轨运行和工作,稳定很关键。为了提高卫星在轨寿命以及提高在轨稳定运行的能力,研制团队在卫星上首次采用了星上自主健康管理系统,能够在无人为干扰的条件下,针对潜在安全问题提前报警并提供自主管理策略,实现卫星长时间在轨稳定运行。
此外,高分三号卫星在研制过程中,注重关键设备和技术的国产化,比如关键的SAR分系统和控制分系统,所有设备和部组件都是由国内单位研制,其技术水平达到或超过同类进口产品。同时,高分三号卫星研制过程中采取了50多项的创新技术,也推动了相关领域的技术发展,比如在精密制造和微组装领域,进一步提升了精密加工精度和组装密度,并带动了多学科综合设计水平和机电热一体化设计方法的研究和应用。
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