什么是X频段陆地合成孔径雷达卫星?

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什么是X频段陆地合成孔径雷达卫星?

 

X频段陆地合成孔径雷达卫星,又称“陆地合成孔径雷达 - X”(TerraSAR - X)卫星,是德国发展的民商两用雷达成像卫星,属于对地观测卫星类。2007615日,TerraSAR - X卫星由俄罗斯第聂伯- 1运载火箭从拜科努尔发射场发射升空。

中文名X频段陆地合成孔径雷达卫星外文名TerraSAR - X 国别德国类别对地观测卫星发射时间2007615日发射地点拜科努尔发射场。广西善图科技有限公司

“陆地合成孔径雷达 - X”(TerraSAR - X)卫星是德国民用和商用高分辨率雷达成像卫星,广泛应用于农业和林业管理、地址调查、海事监测和制图,在军事侦察领域也具有非常高的应用潜力。

此外,德国还研制了一颗与TerraSAR - X几乎一样的“X频段陆地雷达附加数字高程模型”(TanDEM - X)卫星。TanDEM - X卫星在TerraSAR - X卫星基础上改进而成,有效载荷与TerraSAR - X卫星相同,增加了自主编队飞行控制能力,用作双星编队飞行的主卫星,并与TerraSAR - X卫星共同组成高分辨率干涉测量X频段SAR卫星星座,可获得满足高分辨率地形信息 - 3模型要求的全球高精度数字高程模型。

TerraSAR - X/TanDEM - X卫星的研制和应用均采取公私合营的方式。德国航空航天中心(DLR)负责卫星的运营以及科学应用,“信息地球”公司负责遥感数据的商业销售和市场开发。TerraSAR - X/TanDEM - X卫星星座见右图。

2007615日和2010621日,TerraSAR - XTanDEM - X卫星分别由俄罗斯第聂伯 - 1运载火箭从拜科努尔发射场发射。

主要性能参数

TerraSAR - X卫星采用太阳同步圆轨道,轨道高度514.8km,倾角97.44°,升交点地方时为18:00.轨道重复周期11d,通过姿态机动,对地球上任意目标的重访时间为4.5d。卫星质量1230kg,有效载荷质量400kg,设计寿命5年,目标6.5年,在轨寿命末期平均功率为800W

TerraSAR - X卫星采用天体卫星 - 1000平台,卫星外形呈六棱柱体,尺寸5m(高)×2.4m(直径)。卫星承力结构采用碳纤维复合材料,在棱柱的6个面上分别安装SAR天线、太阳电池、辐射器等设备。SAR天线尺寸4.784m×0.704m,安装在其中的一个面上,指向偏离天底点33.8°。在另一个对地面安装有1S频段测控天线、1X频段数传天线以及1台用于精密定轨的激光反射器。X频段数传天线安装在一个长3.3m的可展开桁架末端,以避免成像期间同步数传时与雷达之间相互干扰。在背地面上安装有“激光通信终端”和热辐射器。太阳翼面积约5.25㎡,带有108A·h的锂离子电池,提供峰值功率1800W 

卫星带有“全球定位系统”(GPS)接收机和激光精密定轨反射器,轨道确定精度达到厘米级。卫星标准工作模式下,姿态测量由星跟踪器和全球定位系统接收机联合执行,安全模式下由地球敏感器和太阳敏感器提供,惯性基准单元、磁强计为所有任务阶段提供速率测量。卫星姿态执行机构采用一组大扭矩反作用轮,提供快速姿态机动能力。

TerraSAR - X卫星带有一部“有源相控阵合成孔径雷达”,能进行高分辨率、多极化、多模式成像。

TerraSAR - X卫星还带有激光通信终端(LCT),用于验证星间和星地激光链路技术。

TerraSAR - X/TanDEM - X星座

TanDEM - X卫星与TerraSAR - X卫星性能基本相同,两者采用螺旋轨道星座,以紧密编队方式飞行。按不同纬度获得数字高程模型的要求,2颗卫星之间的距离可在200~300m之间调整,以得到有效的观测基线。此外,TanDEM - XTerraSAR - X卫星采用不同的轨道偏心率,使2颗卫星在垂直方向上实现在地球南、北方向上分离。

TanDEM - X卫星还加装了S频段接收机,工作在TerraSAR - X卫星的下行频段,用于实时接收TerraSAR - X卫星广播的卫星状态与位置信息,建立“单向链路”。星间链路则采用X频段,以在2颗卫星间建立相位基准,实现相位同步。

TerraSAR - X/TanDEM - X星座可提供全球陆地高精度数字高程模型要求的观测数据,即空间分辨率10m×10m,绝对垂直精度10m90%),相对垂直精度2m,绝对水平精度优于10m90%),相对水平精度优于3m90%)。