我國(guó)首個(gè)多基線干涉合成孔徑雷達(dá)全球測(cè)繪系統(tǒng)成功在軌應(yīng)用

　　近日，我國(guó)“宏圖一號(hào)”商業(yè)遙感衛(wèi)星搭載的、由中國(guó)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(dá)(SAR)系統(tǒng)，在國(guó)際上首次獲得星載單航過(guò)多基線干涉SAR高精度地形測(cè)繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品，標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)多基線干涉SAR全球測(cè)繪系統(tǒng)成功在軌應(yīng)用。

　　2023年3月30日，“宏圖一號(hào)”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(duì)，主星位于車輪式編隊(duì)構(gòu)型的中央，四星在軌聯(lián)合應(yīng)用完成高分辨對(duì)地觀測(cè)和高精度全球地形測(cè)繪。中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院星載SAR研究團(tuán)隊(duì)全面承擔(dān)了SAR載荷系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)與工程研制，突破了多星編隊(duì)基線設(shè)計(jì)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(cè)量及多基三維成像、載荷輕量化低成本研制等多項(xiàng)具有完全自主知識(shí)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(wàn)比例尺測(cè)繪能力。

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

　　該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一次飛越獲取4組觀測(cè)數(shù)據(jù)、6條有效測(cè)繪基線，通過(guò)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(cè)量精度和測(cè)繪效率，時(shí)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(duì)干涉測(cè)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(shí)間可由3~4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(kù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展提供高精度地理信息服務(wù)。

　　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(cè)繪。采用ICESAT-2激光控制點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)地形測(cè)量結(jié)果進(jìn)行高程精度驗(yàn)證，圖中試驗(yàn)地點(diǎn)高程中誤差分別優(yōu)于2米和5米，初步驗(yàn)證結(jié)果滿足1：5萬(wàn)比例尺測(cè)繪精度要求。后續(xù)經(jīng)過(guò)姿態(tài)和基線標(biāo)定等操作，高程測(cè)量精度將進(jìn)一步提升。

　　“一主三輔”多基線編隊(duì)衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌應(yīng)用為我國(guó)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。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(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地表沉降監(jiān)測(cè)等方面具備極大優(yōu)勢(shì)，可極大滿足SAR衛(wèi)星商業(yè)應(yīng)用的市場(chǎng)需求。(總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉)

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