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X頻段陸地合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星概況
圖1 TerraSAR - X/TanDEM - X衛(wèi)星星座
“陸地合成孔徑雷達(dá) - X”（TerraSAR - X）衛(wèi)星是德國(guó)民用和商用高分辨率雷達(dá)成像衛(wèi)星，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)管理、地址調(diào)查、海事監(jiān)測(cè)和制圖，在軍事偵察領(lǐng)域也具有非常高的應(yīng)用潛力。此外，德國(guó)還研制了一顆與TerraSAR - X幾乎一樣的“X頻段陸地雷達(dá)附加數(shù)字高程模型”（TanDEM - X）衛(wèi)星。TanDEM - X衛(wèi)星在TerraSAR - X衛(wèi)星基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，有效載荷與TerraSAR - X衛(wèi)星相同，增加了自主編隊(duì)飛行控制能力，用作雙星編隊(duì)飛行的主衛(wèi)星，并與TerraSAR - X衛(wèi)星共同組成高分辨率干涉測(cè)量X頻段SAR衛(wèi)星星座，可獲得滿足高分辨率地形信息 - 3模型要求的高精度數(shù)字高程模型。
TerraSAR - X/TanDEM - X衛(wèi)星的研制和應(yīng)用均采取公私合營(yíng)的方式。德國(guó)航空航天中心（DLR）負(fù)責(zé)衛(wèi)星的運(yùn)營(yíng)以及科學(xué)應(yīng)用，“信息地球”公司負(fù)責(zé)遙感數(shù)據(jù)的商業(yè)銷售和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。TerraSAR - X/TanDEM - X衛(wèi)星星座見(jiàn)圖1。
2007年6月15日和2010年6月21日，TerraSAR - X和TanDEM - X衛(wèi)星分別由俄羅斯第聶伯 - 1運(yùn)載火箭從拜科努爾發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。[1]
X頻段陸地合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星主要性能參數(shù)
TerraSAR - X衛(wèi)星采用太陽(yáng)同步圓軌道，軌道高度514.8km，傾角97.44°，升交點(diǎn)地方時(shí)為18:00.軌道重復(fù)周期11d，通過(guò)姿態(tài)機(jī)動(dòng)，對(duì)地球上任意目標(biāo)的重訪時(shí)間為4.5d。衛(wèi)星質(zhì)量1230kg，有效載荷質(zhì)量400kg，設(shè)計(jì)壽命5年，目標(biāo)6.5年，在軌壽命末期平均功率為800W。
TerraSAR - X衛(wèi)星采用天體衛(wèi)星 - 1000平臺(tái)，衛(wèi)星外形呈六棱柱體，尺寸5m（高）×2.4m（直徑）。衛(wèi)星承力結(jié)構(gòu)采用碳纖維復(fù)合材料，在棱柱的6個(gè)面上分別安裝SAR天線、太陽(yáng)電池、輻射器等設(shè)備。SAR天線尺寸4.784m×0.704m，安裝在其中的一個(gè)面上，指向偏離天底點(diǎn)33.8°。在另一個(gè)對(duì)地面安裝有1副S頻段測(cè)控天線、1副X頻段數(shù)傳天線以及1臺(tái)用于精密定軌的激光反射器。X頻段數(shù)傳天線安裝在一個(gè)長(zhǎng)3.3m的可展開(kāi)桁架末端，以避免成像期間同步數(shù)傳時(shí)與雷達(dá)之間相互干擾。在背地面上安裝有“激光通信終端”和熱輻射器。太陽(yáng)翼面積約5.25㎡，帶有108A·h的鋰離子電池，提供峰值功率1800W。[2]
衛(wèi)星帶有“定位系統(tǒng)”（GPS）接收機(jī)和激光精密定軌反射器，軌道確定精度達(dá)到厘米級(jí)。衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)工作模式下，姿態(tài)測(cè)量由星跟蹤器和定位系統(tǒng)接收機(jī)聯(lián)合執(zhí)行，安全模式下由地球敏感器和太陽(yáng)敏感器提供，慣性基準(zhǔn)單元、磁強(qiáng)計(jì)為所有任務(wù)階段提供速率測(cè)量。衛(wèi)星姿態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用一組大扭矩反作用輪，提供快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力。
TerraSAR - X衛(wèi)星帶有一部“有源相控陣合成孔徑雷達(dá)”，能進(jìn)行高分辨率、多極化、多模式成像。
TerraSAR - X衛(wèi)星還帶有激光通信終端（LCT），用于驗(yàn)證星間和星地激光鏈路技術(shù)。[1]
X頻段陸地合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星TerraSAR - X星座
TanDEM - X衛(wèi)星與TerraSAR - X衛(wèi)星性能基本相同，兩者采用螺旋軌道星座，以緊密編隊(duì)方式飛行。按不同緯度獲得數(shù)字高程模型的要求，2顆衛(wèi)星之間的距離可在200~300m之間調(diào)整，以得到有效的觀測(cè)基線。此外，TanDEM - X與TerraSAR - X衛(wèi)星采用不同的軌道偏心率，使2顆衛(wèi)星在垂直方向上實(shí)現(xiàn)在地球南、北方向上分離。
TanDEM - X衛(wèi)星還加裝了S頻段接收機(jī)，工作在TerraSAR - X衛(wèi)星的下行頻段，用于實(shí)時(shí)接收TerraSAR - X衛(wèi)星廣播的衛(wèi)星狀態(tài)與位置信息，建立“單向鏈路”。星間鏈路則采用X頻段，以在2顆衛(wèi)星間建立相位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)相位同步。
TerraSAR - X/TanDEM - X星座可提供陸地高精度數(shù)字高程模型要求的觀測(cè)數(shù)據(jù)，即空間分辨率10m×10m，垂直精度10m（90%），相對(duì)垂直精度2m，水平精度優(yōu)于10m（90%），相對(duì)水平精度優(yōu)于3m（90%）。[1]
參考資料
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