陸地探測一號01組B星成功發射，與(yu) A星編隊運行——

　　雙星共舞，觀天測地有絕招

　　光明日報記者 崔興(xing) 毅

　　2月27日7時44分，我國在酒泉衛星發射中心采用長征四號丙遙三十運載火箭，成功發射陸地探測一號01組B星。陸地探測一號01組衛星是《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》中首個(ge) 立項的科研衛星工程，由A、B星組成。A星已於(yu) 1月26日在酒泉衛星發射中心成功實施發射，目前正按計劃開展在軌測試，衛星相關(guan) 功能性能正常。B星入軌後，將單獨開展在軌測試，再與(yu) A星進行編隊測試。

　　陸地探測一號01組A、B雙星技術狀態基本相同，均配置L波段合成孔徑雷達（SAR）載荷，在軌應用幹涉測高和差分形變測量技術，可實現重軌幹涉形變測量、雙星編隊幹涉測高及單星成像等功能，完成地表形變測量、數字高程模型獲取等主要觀測任務，具有全天候、全天時、多模式、多極化等特點，支持和服務國土資源、地震、防災減災、基礎地理信息獲取、林業(ye) 等應用需求，可形成重大災害快速反應能力。

　　在太空“花滑”的雙星，有哪些觀天測地的絕招？

　　雙星繞飛模式的控製是難點

　　陸地探測一號01組衛星作為(wei) 編隊衛星，最大難度在於(yu) 雙星繞飛模式的控製。“就像冬奧會(hui) 中的雙人花樣滑冰項目一樣，兩(liang) 個(ge) 運動員在冰麵上同步高速滑行的過程中，手牽手跳躍、旋轉，完成高難度舞蹈動作。”中國航天科技集團八院控製所衛星副總設計師王文妍解釋，“繞飛中的A、B雙星也有一雙無形的手牽在一起，我們(men) 稱之為(wei) ‘基線’。”

　　要精確地看出一段時間內(nei) 高山、植被的高度變化情況，需要兩(liang) 顆衛星每經曆一個(ge) 回歸周期後，必須回到同一目標點，並且保持同樣的相對位置關(guan) 係進行觀測。這根無形的“基線”也是一把標尺，規定了雙星在每次到達預定觀測地點的相對位置關(guan) 係。“繞飛時，兩(liang) 顆衛星距離相近，同時觀測，就像人的兩(liang) 隻眼睛，一隻眼睛隻能看到平麵，兩(liang) 隻眼睛就可以看出高度和深度，可用於(yu) 險峻高地、森林植被的測繪等。”

　　據王文妍介紹，A、B雙星還會(hui) 根據所測繪地區緯度的不同進行編隊構形的變化，實現“主角”“配角”的切換。“比如說，低緯度測繪的時候，是B星以一定的距離和角度相對A星運轉；到中緯度的時候，會(hui) 變成A星以另一種狀態相對B星運轉，這樣可以最大限度發揮兩(liang) 顆衛星的工作能力，達到使用最優(you) 觀測基線實現全國陸地觀測的效果。”

　　讓衛星在太空展現完美“舞姿”

　　由於(yu) 陸地探測一號01組衛星的雙星“體(ti) 重”都超過了3噸，無法用“一箭雙星”的方式同時將兩(liang) 顆衛星發射升空。據介紹，B星發射後，姿軌控分係統的首要任務是讓B星努力“接近”A星，使兩(liang) 星從(cong) 入軌初期相距上萬(wan) 公裏，逐漸形成相距幾公裏級的編隊飛行狀態。

　　為(wei) 了減少B星發射後軌道調整的工作量和燃料消耗，姿軌控分係統研製團隊從(cong) 提高兩(liang) 次發射的重複入軌精度入手，對發射窗口進行了細致計算，在發射中心“零窗口”發射技術支持之下，將火箭點火時間精準“拿捏”，使B星最大限度地“重走”A星的入軌之路。

　　“衛星在軌飛行控製策略的正確性和長期穩定運行能力的驗證，需要充分的地麵仿真試驗的支撐。”測試工程師崔佳介紹，陸地探測一號01組衛星姿軌控任務執行周期長，地麵半物理仿真試驗采用了實時仿真運行方式，如何在有效的研製周期內(nei) ，確保關(guan) 鍵控製過程的測試全覆蓋與(yu) 正確性，是最大的難點之一。“隻有地麵功夫做得足，才能讓衛星在太空展現最完美的舞姿。”

　　研製團隊創新性地提出了基於(yu) 高精度數字衛星的雙星半物理編隊仿真係統、長周期快速編隊仿真測試方法以及高精度外部時鍾校時技術，解決(jue) 了多個(ge) 實時仿真操作係統時間基準複雜、難統一的難題，將係統內(nei) 各仿真時鍾精度控製在毫秒級，確保了時差的一致性和穩定性。

　　共舞的雙星如何實現高精度地形測繪

　　“根據雙星幹涉測高要求，雙星在太空需時刻攜手相伴飛行，猶如雙人花滑的舞者，既要保證各自技術動作的精準穩定，還要兼顧雙人動作的協調配合。與(yu) 數分鍾的表演不同，衛星在軌需要在任務周期內(nei) 克服各類複雜幹擾因素的影響，實現穩定運行。”衛星副總設計師魏春向記者解釋。

　　研製團隊創新性地提出了基於(yu) 編隊衛星三維姿態導引與(yu) 控製、非中斷雙基地成像等一係列新技術，可有效保證雙星的同步性能。基於(yu) 實時編隊構形的三維姿態導引與(yu) 控製技術，可有效提升陸地探測一號01組雙星長基線編隊飛行時的空間同步性能。

　　“我們(men) 在國際上首次采用了非中斷雙基地成像模式，從(cong) 根本上解決(jue) 了雙基星載SAR成像和相位同步不能同時進行的難題，可大幅提升相位同步精度，並在國際上形成了自主知識產(chan) 權。”衛星副總設計師王宇介紹。

　　共舞的雙星如何實現高精度地形測繪？

　　“我們(men) 要建設5G基站及特高壓輸電線等，這些設施往往都選址在坡地、丘陵、山間。坡度、坡向、山脊線、山穀線等信息可為(wei) 這些站點的合理布設提供重要的數據支撐。”陸地探測一號01組衛星總設計師陳筠力介紹，“因為(wei) 我們(men) 國家山區丘陵多，人工測繪耗時又危險，而光學遙感受製於(yu) 我國大部分地區多雲(yun) 多雨氣候特征的影響，無法做到實時獲取。雷達衛星的特點，使其可以穿透雲(yun) 層和地表植被，實現全天候、全天時、高精度的觀測，在地形測繪中具有獨特的優(you) 勢。”

　　“我們(men) 應用了波的幹涉原理，兩(liang) 顆衛星中一顆發射雷達信號，當兩(liang) 顆衛星同時接收到地麵回波後，通過處理就可以反演得到地麵與(yu) 兩(liang) 顆衛星之間的距離差，進而獲取地麵的高程信息。”據悉，陸地探測一號01組是全球首個(ge) L波段分布式編隊多極化幹涉SAR測高衛星係統，地麵觀測分辨率達到米級，地麵高程測量精度滿足1：50000比例尺標準。可為(wei) 我國自然資源調查體(ti) 係構建、全球地理信息資源建設與(yu) 更新、高精度地形數據更新提供重要的技術支撐。