▲陆地探测一号01组双星组网的效果图
2月27日7时44分，由中国航天科技集团有限公司第八研究院抓总研制的陆地探测一号01组B星在酒泉卫星发射中心成功发射。该星采用先进的L波段多通道多极化SAR载荷，与A星在轨组网后，将以双星跟飞地表形变干涉测量为核心任务，构建全球首个用于地表形变干涉测量应用的L波段雷达遥感双星星座；还可双星绕飞构建全球首个L波段分布式编队多极化干涉SAR卫星系统，实现高精度地形测绘。该组卫星将为地质灾害、土地调查、地震评估、防灾减灾、基础测绘、林业调查等领域提供强有力的空间技术支撑。
穿云透雨：高精度地形测绘
数字高程模型作为重要的国家基础地理信息数据，在国家重大战略实施、大型工程建设、灾害评估、地质制图、城乡规划、土地利用等领域具有重要的应用价值。
“例如我们要建设5G基站及特高压输电线等，这些设施往往都选址在坡地、丘陵、山间。坡度、坡向、山脊线、山谷线等信息可为这些站点的合理布设提供重要的数据支撑。”陆地探测一号01组卫星总设计师陈筠力介绍，“因为我们国家山区丘陵多，人工测绘耗时又危险，而光学遥感受制于我国大部分地区多云多雨气候特征的影响，无法做到实时获取。雷达卫星的特点，使其可以穿透云层和地表植被，实现全天候、全天时、高精度的观测，在地形测绘中具有独特的优势。”
“我们应用了波的干涉原理，两颗卫星中一颗发射雷达信号，当两颗卫星同时接收到地面回波后，通过处理就可以反演得到地面与两颗卫星之间的距离差，进而获取地面的高程信息。”据悉，陆地探测一号01组是全球首个L波段分布式编队多极化干涉SAR测高卫星系统，地面观测分辨率达到米级，地面高程测量精度满足1:比例尺标准。可为我国自然资源调查体系构建、全球地理信息资源建设与更新、高精度地形数据更新提供重要的技术支撑。
精准协调：双星共舞美如画
干涉SAR测高的原理要求双星需要在特定的视角差范围内对地观测，但双星不断绕飞运动，两星之间的距离及视角差是不断变化的，而且卫星要为防碰撞留足够的安全距离，这给卫星的编队构型设计及控制提出了前所未有的挑战。
“根据双星干涉测高要求，双星在太空需时刻携手相伴飞行，犹如冬奥双人花滑的舞者，既要保证各自技术动作的精准稳定，还要兼顾双人动作的协调配合。与数分钟的表演不同，卫星在轨需要在任务周期内克服各类复杂干扰因素的影响，实现稳定运行。”卫星副总设计师魏春解释。
研制团队考虑到有限的燃料分配和长时间的运行要求，提出了绕飞编队构形设计与精确保持的新方法，利用地球引力摄动关系优化配置双星轨道参数，同时设计了基于精确脉冲控制的编队构形自主保持技术，绕飞构形参数精确控制在米级，达到国际先进水平。
星灵相通：双星协同绘大地
双星在轨干涉测高，需要两星在时间、空间、相位三个维度上保持高度一致性。卫星总指挥李瑞祥解释：“我们B星与A星设计状态一致，可谓一对‘双胞胎’，从根源上对一致性加以保证，而且双星在轨还可以通过星间链路实现互联互通。”
研制团队创新性地提出了基于编队卫星三维姿态导引与控制、非中断双基地成像等一系列新技术，可有效保证双星的同步性能。基于实时编队构形的三维姿态导引与控制技术，可有效提升陆地探测一号01组双星长基线编队飞行时的空间同步性能。
“我们在国际上首次采用了非中断双基地成像模式，从根本上解决了双基星载SAR成像和相位同步不能同时进行的难题，可大幅提升相位同步精度，并在国际上形成了自主知识产权。”卫星副总设计师王宇介绍。
作者：史博臻刘艳阳温俊健
编辑：薄小波
责任编辑：徐晶卉
图：中国航天科技集团有限公司第八研究院
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