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地质灾害监测又添利器，在太空实现地表毫米级形变测量

2022-01-26 10:48:30 来源：扬子晚报网

1月26日7时44分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将陆地探测一号01组A星发射升空。卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。本次发射的星箭均由中国航天科技集团八院抓总研制，卫星突破了严格回归轨道设计与控制等关键技术，填补了我国L波段合成孔径雷达(SAR)卫星领域的多项空白，可在千里之外的太空实现地表毫米级的形变测量，对地质灾害隐患的早期识别、灾后评估与救援具有重要意义。

实现地表毫米级形变测量

“地质灾害往往会造成通讯、道路的中断。比如汤加火山喷发后，地面通讯全部中断，卫星观测数据就成为救灾工作的第一手资料。”陆地探测一号01组卫星总设计师陈筠力介绍，地质灾害发生的同时，往往伴随降水、云雾等现象。该星L波段雷达的波长在23厘米左右，对云层、植被具有更好的穿透力，适应我国山地多、林木覆盖较广的特点，实现全天候、全天时、高精度的观测，在灾害监测中具有得天独厚的优势。

此次卫星搭载的SAR天线总面积超过33平方米，是目前国内在轨口径最大的SAR卫星，地面观测分辨率达到米级，形变测量精度达毫米级。

同时，多极化和全极化是当前SAR遥感发展的主要方向。“简单来理解，单极化就是一幅黑白图像，而多极化的图像则包含更丰富的地物信息，可以多彩地描绘我们锦绣的山河。”卫星总指挥李瑞祥解释。

为了适应地质、土地、地震、减灾、测绘、林业等行业不同的观测需求，设计团队对卫星的观测模式进行了优化，并将在国内首次实现混合模式极化观测，将有力提升土地利用分类等定量遥感业务能力。

用电大户有“双份套餐”

八院811所陆地探测一号01组A星电源分系统型号指挥刘咏晖介绍，陆地探测一号01组A星上的SAR载荷功率很高。在卫星成功进入运行轨道、SAR载荷开机后，卫星将开始地面测绘工作。为了确保测绘覆盖率，SAR载荷开机将持续工作10分钟左右，电源分系统需要满足瞬态爆发性能量需求。“这位‘用电大户’全天时、全天候的工作特性，也对电源分系统提出了全时时、全方位的用电需求。”

SAR载荷在开机瞬间会产生很大的脉动电流，会对卫星平台安全稳定的供电运行产生影响。刘咏晖说，研制人员通过仔细研究近年来卫星供电情况、比对国内外资料，创新提出双母线供电配电机制，“SAR载荷和平台载荷各由一条独立的母线供电，相当于为卫星供电提供了‘双份套餐’。”

陆地探测一号01组A星的在轨寿命要求长，锂离子蓄电池组放电深度必然加大，但放电深度越深，蓄电池的使用寿命越短。研制人员开展了大量的地面寿命试验，解决了大倍率放电下锂离子蓄电池长循环寿命问题等关键技术，并通过冗余设计、软硬件结合的电源管理方式提升可靠性。

一个小盒子实现三种功能

陆地探测一号01组A星体内有一个小盒子，是差分综合驱动控制器。八院149厂型号总装副主任工艺师王亮介绍，这是八院149厂承制的首类卫星复杂综合电子类单机，包含了9件功能模块和上万件单机元器件，高密度宇航级FPGA(元器件)数量高达12片，功能集成了数传天线、太阳阵驱动机构、SAR天线三个分系统的功能控制，实现了“三合一”。

为了提高产品的性能，该星铰链采用了钛合金材料，结构进行了适应性调整，但这处调整，使得原有的水平方式无法牢固“锁定”它们的位置。小小的结构里还需要打下两个3毫米的定位销，下手不稳，产品就要报废。技术人员设计出一套装配限位工装，满足了0.03毫米的装配精度，使型号总装提效45%。

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