北京日報客戶端 | 記者 劉蘇雅 通訊員 張未 劉錦洋 王琬涵 張蘭蘭

記者從國家航天局獲悉，于8月13日發射的世界首顆進入工程實施階段高軌合成孔徑雷達衛星陸地探測四號01星，經過4次變軌后，于近日順利進入工作軌道，合成孔徑雷達（SAR）天線成功展開，完成了衛星入軌初期飛控試驗主要工作，衛星工況正常，狀態良好，后續將繼續開展在軌測試等工作。

衛星工作示意圖

(資料圖)

陸地探測四號01星從設想提出到發射歷時15年，研制團隊攻克高軌微波成像、大功率、精密定軌等一系列技術，實現了世界上高軌SAR衛星“從0到1”的突破。

世界高軌SAR衛星“從0到1”

研制陸地探測四號01星的想法，始于2008年我國發生的南方雪災、汶川地震等突發災害。災害信息獲取是世界各國防災減災的重要前提，而利用天基遙感手段進行觀測則是絕佳方案，我國自然災害種類多、分布地域廣，防災減災工作十分重要。

合成孔徑雷達工作不受光照、天氣條件限制，是極端天氣條件下觀測的一把好手。航天科技集團五院研制團隊想到，地球同步軌道SAR衛星能憑借高軌道帶來的高重訪、超大幅寬、強機動優勢，填補低軌SAR衛星過境時間短、重訪時間長、觀測范圍小的不足，同時具備全天時、全天候“隨叫隨到”特點，滿足災害觀測要求。

不過，如何讓合成孔徑雷達在高軌順利成像，可謂是“世界級難題”。此前許多國家都曾提出過高軌SAR的理論構想，但是囿于可實現性，仍未付諸工程實施。從設想提出到發射，研制團隊一干就是15年，圍繞高軌微波成像、大功率、精密定軌等技術開展攻關。

衛星研制人員檢查產品數據情況

與光學衛星“咔嚓”拍張照不同，SAR衛星依靠數據反演進行成像。陸地探測四號01衛星副總設計師劉立平介紹，為確保成像，研制團隊率先對成像算法精確性開展研究，對梳理出的諸多影響成像的因素逐一分析討論，量身定做出一套可行算法。

高軌衛星位于“千里之外”，雷達信號在太空中傳輸呈指數型衰減。要確保成像質量，如果以同等分辨率的低軌微波雷達衛星發射的功率密度計算，陸地探測四號01衛星必須具備一個中型火力發電廠的能量——這顯然行不通。于是，科研團隊提出“時間換取功率密度”的思路，將衛星功率大幅壓縮至萬瓦級。當然，這一功率仍屬國內SAR衛星榜首，為此，他們研制全新的功率合成系統，并針對衛星載荷、平臺用電需求定制化升級電源技術方案，克服了散熱等一系列問題。

研制人員在核對載荷數據

讓衛星在距地面36000千米的茫茫宇宙中確定自己的位置有多難？由于其所在位置高于導航衛星，只能“撿”地球另一側導航衛星“漏過來”的微弱信號，常用方法的精度只能達到百米左右，遠不能滿足需求。通過“導航衛星+地面測距”定軌方案及誤差校正手段，科研團隊最終將定軌精度由百米提升至米級，實現精密定軌技術跨代提升。

從設計到投產關關突破

當衛星進入工程研制階段，如何讓衛星背著國內在軌最大直徑的大天線、舉著又細又長的天線展開臂飛上天，又成為了研制團隊要攻克的難點。他們巧妙優化了衛星布局，給大天線找到合適的家，再給天線的“胳膊”安裝關節，讓天線展開臂“U型”環抱著衛星“房子”，確保整星能順利搭乘火箭上天。同時，高軌SAR“大功率”的特點對衛星的供電能力提出了極高要求，高品質電源技術的應用確保衛星能穩定工作。

產品從“設計”到“投產”并非易事，大到衛星天線，小到一根電纜，都有著重重關卡等待突破。當衛星各個零部件都生產出來，組合在一起試驗時，卻再次遇到了“絆腳石”——大功率單機產品發生微放電。面對全新的產品，研制團隊逐一分析原因，精準定位至“材料放氣干擾”的故障原因，經過近百次的調試，優化出微放電可能性最低的方案。在此基礎上，研制團隊繼續提出在真空環境下增加靜置期，最大限度避免放氣干擾，確保萬無一失。

新產品、新技術也對驗證環境提出了新要求。為了找到合適的驗證環境，研制團隊跑遍了多個城市的多個試驗場和實驗室，通過一個個巧妙、精密的試驗，前后歷時2年終于完成新產品的研制和地面驗證。

“減災衛士”一眼看遍長江流域

陸地探測四號01衛星可服務防災減災及地震監測、國土資源勘察及海洋、水利、氣象、農業、環保、林業等7個行業應用需求，是我國目前行業用戶最多的遙感衛星。未來投入使用后，將進一步完善我國天基災害監測體系，豐富我國重點區域觀測手段，全面提升我國防災減災救災綜合水平，可謂是“減災衛士”。

這位“減災衛士”是如何工作的？航天科技集團五院遙感衛星總體研制人員張慶君介紹，它擁有普查、區域、凝視、應急四種應用模式。“站得高、看得遠”使它普查模式單次成像覆蓋面積近六分之一個中國，一眼望去幾乎能獲取整個長江流域的水文信息；區域模式成像面積約為普查模式的五分之一，但分辨率更高；凝視模式是研制團隊專為國家災害應急觀測需求定制化的應用模式，可以1小時量級為間隔對受災區域開展持續多次觀測；應急模式則支撐多地災害同時發生情況下的監測需求。

陸地探測四號01星是《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》中的遙感科研衛星。國家航天局對地觀測與數據中心工程副總師孟令杰表示，過去一年，我國共發射200余顆衛星。我國以衛星遙感、通信、導航為主體的國家民用空間基礎設施體系初步形成，后續將持續完善國家空間基礎設施建設，推動遙感、通信、導航衛星融合技術發展，加快提升泛在通聯、精準時空、全維感知的空間信息服務能力。

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