科技擷英

不畏浮云遮望眼 只因它是雷達(dá)星

新華社太原8月10日電（記者白國(guó)龍、余曉潔、楊維漢）我國(guó)高分三號(hào)衛(wèi)星10日發(fā)射成功。這是我國(guó)首顆分辨率達(dá)到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，也是高分專項(xiàng)“天眼工程”中唯一一顆“雷達(dá)星”。

高分三號(hào)究竟有哪些特殊本領(lǐng)，它會(huì)給我們的生活帶來(lái)什么變化？記者采訪相關(guān)專家，為您解密這顆“浮云擋不住”的高分雷達(dá)星。

“蝙蝠”星—穿透黑夜浮云

遙感衛(wèi)星也叫對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，分為光學(xué)成像衛(wèi)星和雷達(dá)成像衛(wèi)星2種，前者攜帶可見光、紅外和多光譜等遙感器，最大優(yōu)點(diǎn)是分辨率高；后者攜帶合成孔徑雷達(dá)等遙感器，最大優(yōu)點(diǎn)是可以全天候工作。

黑夜里，蝙蝠發(fā)出超聲波感知周圍環(huán)境。高分三號(hào)就如同蝙蝠，攜帶合成孔徑雷達(dá)（SAR）發(fā)射微波主動(dòng)觀測(cè)。國(guó)防科工局重大專項(xiàng)工程中心主任、高分專項(xiàng)工程總師童旭東介紹，它與“高分家族”的其他幾顆光學(xué)遙感衛(wèi)星相比，最大特點(diǎn)就是有全天時(shí)、全天候的成像能力，無(wú)論白天或黑夜、晴空或雷雨多云，都可以隨時(shí)對(duì)地成像。這種特點(diǎn)尤其適合于防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)約70%的災(zāi)害是地震、洪澇和泥石流等。在出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、地震、滑坡、洪澇等自然災(zāi)害時(shí)，往往伴隨惡劣天氣，光學(xué)遙感衛(wèi)星難以完成探測(cè)工作，“目光”再犀利也往往威力大減?！暗叻秩?hào)則能穿透云、霧、雨、雪、霾等進(jìn)行微波成像，迅速為災(zāi)區(qū)提供第一手圖像信息?！眹?guó)家海洋局國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心主任、高分專項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)副總師蔣興偉說(shuō)。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大量使用國(guó)外微波遙感成像衛(wèi)星提供的高分辨率圖像數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)的用戶都迫切希望通過(guò)高分三號(hào)衛(wèi)星來(lái)改變數(shù)據(jù)嚴(yán)重依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，所以高分三號(hào)成功發(fā)射意義重大。

多變星—全球成像模式最多的SAR衛(wèi)星

C頻段多極化合成孔徑雷達(dá)—一個(gè)很長(zhǎng)的專業(yè)名詞，專家給出了通俗解釋。

為什么是C頻段？C頻段是一個(gè)綜合性能比較好的電磁波頻段。一般來(lái)說(shuō)，微波遙感衛(wèi)星使用的頻段越低，穿透性越強(qiáng)；頻段越高，穿透性越弱，但低頻段不容易實(shí)現(xiàn)高分辨率。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，C頻段在衛(wèi)星的應(yīng)用中分辨目標(biāo)更有優(yōu)勢(shì)。因此高分三號(hào)衛(wèi)星選用了C頻段。

多極化有什么用？衛(wèi)星多極化可以發(fā)射和接收水平、垂直的電磁波，經(jīng)過(guò)后期處理，能夠獲得非常豐富的目標(biāo)信息，更清晰地識(shí)別地上、海上目標(biāo)。

什么是合成孔徑雷達(dá)（SAR）？簡(jiǎn)單講，雷達(dá)的天線口徑越大，越有利于提高衛(wèi)星的分辨率，但衛(wèi)星雷達(dá)口徑不可能做得很大。所以科學(xué)家采用口徑較小的天線孔徑與數(shù)據(jù)處理相配合的方法，從而達(dá)到與大口徑雷達(dá)等同的效果。

據(jù)介紹，高分三號(hào)是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達(dá)（SAR）衛(wèi)星，具有12種成像模式。它不僅涵蓋了傳統(tǒng)的條帶、掃描成像模式，而且可在聚束、條帶、掃描、波浪、全球觀測(cè)、高低入射角等多種成像模式下實(shí)現(xiàn)自由切換，既可以探地，又可以觀海，達(dá)到“一星多用”的效果。

分辨率達(dá)到1米，就能看清地面上的小轎車、海上行駛的船只。中國(guó)科學(xué)院電子所高分三號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)載荷副總師禹衛(wèi)東說(shuō)，高分三號(hào)的空間分辨率是從1米到500米，幅寬是從10公里到650公里，不但能夠大范圍普查，一次可以最寬看到650公里范圍內(nèi)的圖像；也能夠清晰地分辨出陸地上的道路、一般建筑和海面上的艦船。

由于具備1米分辨率成像模式，高分三號(hào)衛(wèi)星成為世界上C頻段多極化SAR衛(wèi)星中分辨率最高的衛(wèi)星系統(tǒng)。而且它能同時(shí)發(fā)射、接收水平波和垂直波，是我國(guó)首顆多極化SAR衛(wèi)星，幫助人們更好地分辨、識(shí)別地上、海上物體。

長(zhǎng)壽星—可在軌工作8年國(guó)際領(lǐng)先

禹衛(wèi)東說(shuō)：“高分三號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)首顆長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)的低軌遙感衛(wèi)星，在軌設(shè)計(jì)壽命8年，比我國(guó)以往衛(wèi)星3到5年的壽命長(zhǎng)得多，與國(guó)際上遙感衛(wèi)星6到7年半的壽命比，也處于領(lǐng)先?！?/p>

研制這顆長(zhǎng)壽星，科學(xué)家歷時(shí)49個(gè)月，采取了大量高可靠性的保障措施，衛(wèi)星關(guān)鍵部位全部進(jìn)行了長(zhǎng)壽命專項(xiàng)試驗(yàn)，以保證高分三號(hào)能在軌長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，為用戶提供長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。高分三號(hào)對(duì)海洋上的探查，有將近1個(gè)小時(shí)的連續(xù)成像能力，可對(duì)海島和海洋上的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行高清成像，既能大范圍普查，又能對(duì)特定區(qū)域詳細(xì)探查。

據(jù)專家介紹，在確保獲取高精度圖像的前提下，高分三號(hào)可以最長(zhǎng)支持單次連續(xù)成像工作近1個(gè)小時(shí)的量級(jí)，遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)內(nèi)外同類衛(wèi)星單次成像時(shí)長(zhǎng)，滿足海洋用戶連續(xù)工作的需求。

中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院高分三號(hào)衛(wèi)星工程總師徐福祥說(shuō)，從分辨率等指標(biāo)看，高分三號(hào)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

科學(xué)家相信，高分三號(hào)將在海洋、減災(zāi)、水利、氣象等多個(gè)領(lǐng)域“一展身手”，為海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)、陸地環(huán)境資源監(jiān)測(cè)和應(yīng)急防災(zāi)減災(zāi)提供重要技術(shù)支撐，使天基遙感跨入全天時(shí)、全天候、定量化、米級(jí)的應(yīng)用時(shí)代。