德国新型SAR-X探测卫星精度高分辨率达1米(图)

　　经过连续4个月的测试，到今年11月，德国的TerraSAR-X(以下简称SAR-X)地球探测卫星就可投入正常运营了。SAR为合成孔径雷达。目前，SAR-X卫星由俄罗斯“第聂伯”-1运载火箭送上太空已经一个多月，试运行状态良好。这是德国的首颗多用途侦察卫星，也是目前世界上探测精度比较高的卫星。

　　SAR-X卫星由德国航天局和欧洲阿斯特留姆公司联合研制，耗资1.3亿欧元。它运行在高514公里、倾角98度的太阳同步轨道上，随着地球在这条轨道下方自转，重访周期11天。它最大的亮点是超常规地采用了合成孔径雷达技术。

　　合成孔径雷达用雷达波脉冲扫描地球表面。从地球表面反射的雷达信号，即所谓雷达回波，被卫星天线所接收并记录下来。由于雷达回波返回到卫星天线所需的时间与反射点的距离成正比，所以通过测量雷达信号的往返时间就可以计算出卫星天线与地球表面不同反射点之间的距离。为了达到高空间分辨率，卫星一边沿其地面轨迹高速移动一边接收和积累所发射之大量雷达脉冲的回波，这就模拟出一副非常大的雷达天线，长度取决于卫星向前移动的距离。这种技术手段就是合成孔径。这是成像雷达的空间分辨率得以提高的主要手段。

　　SAR-X卫星装备了一台波长为3厘米的X频段高精度合成孔径雷达。该雷达的精度比一般所使用的波长为5.7厘米的C波段雷达和波长为24厘米的L波段雷达高出很多，可收集高质量的X波段雷达数据。为了达到不同的观测角，以前的卫星通常需要转动整个星体，而SAR-X卫星只需用有源天线转动“眼睛”，即扫描条带。随着地球在这条轨道下方自转，该卫星可逐条带地扫描地球的所有区域，亦可在3天甚至更短时间内对任何重点目标进行优先观测。大量的数据流通过宽带技术被传回地面。卫星的运行不依赖气象条件、云层覆盖和照度，对于5公里×10公里场景观测，分辨率可达1米。

　　除合成孔径雷达外，卫星上还安装了激光通信终端和跟踪、隐形与测距实验仪。这个激光系统可向地面传输大量数据。跟踪、隐形与测距实验仪由双频GPS接收机和一个激光反射器构成，能使卫星以小于10厘米的高精度转向，提高雷达图像的质量，并在大气层和电离层进行无线电遮挡辐射的试验。

　　SAR-X卫星呈六棱形，高5米，直径2.3米，重1.023吨，其中有效载荷394公斤。卫星向阳的一侧表面安装有

太阳能电池翼，底部装有平均功耗为800瓦的合成孔径雷达，采用多种模式工作。这颗卫星既能用于军事侦察，又可用于石油和

天然气勘探、输油管或高压线布线、预防森林火灾以及监测大气和环境变化。卫星所提供的三维图像不仅能够提高侦察能力，而且能够把地球作为一个空前精确的数字地形模型来瞄准。只是卫星的数据比较昂贵，10公里×10公里面积的图像需支付7000欧元。目前国外意向客户只有日本。

　　德国航天局正计划研制第二颗SAR-X卫星，以便与首颗组成前后纵列编队飞行。该卫星计划2009年发射。这种双卫星编队可用3年时间完成对地球陆地表面(1.5公里×108公里)的探测和勘察，构建全球数字高程模型，由于精度高，所以可用来为德国军方提供数字高程模型。那将是个新式地球军事地形模型，没有地区或国界间隔，但无疑会涉及美国和其他国家军事地形的数字高程，所以它已引起美国和其他国家的特别注意。