女娲星座 | 重磅！首次“航天宏图一号”高分宽幅重轨干涉试验成功

2024-08-30 19:42 星期五

航天宏图

“航天宏图一号”卫星介绍及能力

“航天宏图一号”卫星采用15天运行227圈的太阳同步回归冻结轨道，轨道高度为528km，采用“1+3”多基线干涉方案和四星共面运行方式，卫星最高成像分辨率优于0.5米（试验模式），最大幅宽可达80公里（试验模式），数字高程（DEM）测量精度优于1:50000比例尺，地表形变监测精度为3−5mm/年。与光学卫星相比，SAR卫星不受云雨等恶劣天气影响，可全天候进行采集。“航天宏图一号”卫星技术指标如表1所示，其中多星条带干涉测量模式和多星条带拼接成像模式（试验）是“航天宏图一号”卫星的独有模式。

“航天宏图一号”卫星多星拼接模式处理

分辨率和幅宽（测绘带宽）是星载SAR的两个重要成像指标，星载SAR高分辨率宽幅成像（高分宽幅）一直以来都是人们努力提高的目标。一方面高分辨率能够更为精确地反映目标特征信息，便于目标识别和特征提取。另一方面大幅宽可提供更为广阔的场景信息，缩短卫星重访时间，以获取全局判读能力，这对减灾救灾、国土测量、资源勘探和海洋监测具有重大意义。星载SAR系统获得的幅宽越大，分辨率越高，说明系统的成像性能越好，通常用幅宽与分辨率之比，即品质因数(Merit Factor，MF)来衡量星载SAR系统性能。

作为轻量化、注重性价比的商业SAR卫星，“航天宏图一号”卫星利用车轮构型四星组合优势，一次航过就可以获得4幅相邻区域的雷达图像，而保持分辨率不变，实现了另一种意义上的高分宽幅。如下表所示，其他主流干涉SAR卫星品质因数通常不超过20，“航天宏图一号”多星拼接模式达到26.67！

多星拼接模式是“航天宏图一号”卫星的试验模式，采用条带模式实现3米分辨率，距离向四星拼接80km幅宽，方位向不扫描，用来解决重点区域大幅宽短时覆盖的应急需求。信号最大带宽220MHz，所有入射角可实现地距距离分辨率优于3m。下图为多星拼接模式四星幅度影像。

目前“航天宏图一号”卫星轨控管道半径优于200m，单星条带具备业务化重轨干涉能力，但其较窄的幅宽无法有效适应实际需求。考虑到用户感兴趣区域较大，要求分辨率较高且具备干涉处理等需求，我们近期对多星拼接试验模式进行了首次重轨干涉试验。试验选取黄河三角洲附近区域，使用8月3日和8月8日两期重轨数据进行差分干涉，干涉试验结果良好。下图分别为四星干涉去平相位图和相干性图，这表明“航天宏图一号”多星拼接成像模式具备重轨干涉形变监测潜力。

相比于单星3m条带20km的小幅宽，多星拼接试验模式充分发挥四星组合优势，有效克服了业内专家所深恶痛绝的“小窄带”现象，真正实现高分宽幅。后续将继续更多试验，为用户带来致广大而精微的极致体验。目前，多星拼接模式试验正在进行，还存在距离向模糊，星下点回波等问题，我们将不断优化该模式，争取早日与用户见面，为大家提供高分宽幅重轨干涉服务。

结语

“航天宏图一号”卫星独有的多星条带干涉测量模式和多星条带拼接成像模式（试验）在多个领域都具有广阔的应用前景，利用卫星高分宽幅成像手段，可提供全球大范围区域的高分影像数据，满足地形测绘、城市规划、资源管理、灾害预警等领域的宽幅高分观测需求。“航天宏图一号”卫星以其独特的技术和优势将在未来的遥感数据应用中发挥越来越重要的作用，为各个领域的研究和应用提供更为全面、准确的数据服务。