近日，我國“宏圖一號”商業(yè)遙感衛(wèi)星搭載的、由中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（空天院）研制的合成孔徑雷達（SAR）系統(tǒng)，在國際上首次獲得星載單航過多基線干涉SAR高精度地形測繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品。這標志著我國首個...

近日，我國“宏圖一號”商業(yè)遙感衛(wèi)星搭載的、由中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（空天院）研制的合成孔徑雷達（SAR）系統(tǒng)，在國際上首次獲得星載單航過多基線干涉SAR高精度地形測繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品。這標志著我國首個多基線干涉SAR全球測繪系統(tǒng)成功在軌應(yīng)用。

▲宏圖一號車輪式衛(wèi)星編隊與SAR載荷聯(lián)合測試

今年3月30日，“宏圖一號”商業(yè)遙感衛(wèi)星成功發(fā)射，其SAR系統(tǒng)由“一主三輔” 四顆衛(wèi)星形成車輪式干涉編隊，主星位于車輪式編隊構(gòu)型的中央，四星在軌聯(lián)合應(yīng)用完成高分辨對地觀測和高精度全球地形測繪。

空天院星載SAR研究團隊全面承擔(dān)了SAR載荷系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)與工程研制，突破了多星編隊基線設(shè)計與優(yōu)化、多星系統(tǒng)協(xié)同工作、空間多基線聯(lián)合高程測量及多基三維成像、載荷輕量化低成本研制等多項具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)最高分辨率優(yōu)于0.5米，具備1:5萬比例尺測繪能力。

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▲北京大興國際機場（滑動聚束模式，分辨率0.5米）

干涉SAR指的是利用兩部雷達在不同位置觀測地面，得到兩幅包含幅度和相位的復(fù)數(shù)影像，通過相位干涉處理反演地面高程，類似人的雙眼看物體，可判斷目標的位置、距離等信息。多基線干涉SAR是在多個衛(wèi)星構(gòu)成編隊的基礎(chǔ)上，利用多個衛(wèi)星之間的位置多樣性信息，協(xié)同工作提升高程測繪的精度和效率。

該系統(tǒng)可實現(xiàn)一次飛越獲取4組觀測數(shù)據(jù)、6條有效測繪基線，通過空間多基線干涉數(shù)據(jù)聯(lián)合處理，有效解決陡坡、斷崖等各種復(fù)雜地形區(qū)域高精度高程重建難題，大幅提升高程測量精度和測繪效率，時間去相干誤差小，可滿足三維成像需求。

相較傳統(tǒng)雙星編隊干涉測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成全球高精度數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)獲取時間可由3至4年提升到1年左右。該系統(tǒng)將建成最高優(yōu)于10米網(wǎng)格的全球高精度數(shù)字高程數(shù)據(jù)庫，為國民經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展提供高精度地理信息服務(wù)。

▲國外某地多基線干涉相位圖

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▲國外某地高精度數(shù)字高程模型（田埂等地物特征清晰可見）

衛(wèi)星入軌后，開展了多模式高分辨率成像和多區(qū)域多基線干涉測繪，圖中試驗地點高程中誤差分別優(yōu)于2米和5米，初步驗證結(jié)果滿足1：5萬比例尺測繪精度要求。后續(xù)經(jīng)過姿態(tài)和基線標定等操作，高程測量精度將進一步提升。

“一主三輔”多基線編隊衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌應(yīng)用為我國后續(xù)高精度、高效干涉SAR衛(wèi)星的技術(shù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

據(jù)介紹，輕小型、低成本SAR衛(wèi)星應(yīng)用前景廣闊，在城市地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、海洋監(jiān)測、洪澇災(zāi)害監(jiān)測、地表沉降監(jiān)測等方面具備極大優(yōu)勢，可極大滿足SAR衛(wèi)星商業(yè)應(yīng)用的市場需求。

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