2020年12月22日,文昌航天發射場,“海絲一號”衛星搭乘長征八號火箭,向著浩瀚蒼穹疾馳而去。這顆凝聚無數科研人員心血的衛星,作為中國第一顆商業SAR衛星,它的成功升空,宛如一把開啟中國商業SAR新紀元的鑰匙。此后,“海絲一號”盡顯非凡實力。次年,一艘臺灣海輪在全球海運重要通道蘇伊士運河意外擱淺,致使世界航運受阻。“海絲一號”迅速調整軌道,聚焦運河。它高懸天際,憑借先進的合成孔徑雷達技術,穿透厚重云層,無懼晝夜交替,持續嚴密監測運河區域。精準數據通過電波飛速傳回地面控制中心,清晰圖像讓救援團隊對海輪擱淺角度、周邊水流狀況一目了然,助力高效制定救援方案,大大加快救援進度。
湯加火山爆發,熾熱巖漿洶涌而出,巨量火山灰遮天蔽日,湯加陷入混沌黑暗。“海絲一號”如堅毅無畏的守望者,在蒼穹之上,憑借先進穩定技術,不受惡劣天氣影響,持續運行。連續兩夜,以極高分辨率捕捉湯加大地細節,珍貴圖像數據精準傳至國際救援組織手中,使救援人員看清受災全貌,科學規劃救援路線,精準投送救援力量,提高救援效率。中國商業SAR衛星數據在國際危機中閃耀光芒,展現中國大國擔當。
2022年2月27日11時06分,海南文昌航天發射場一片歡騰,長征八號運載火箭如騰飛巨龍,搭載由長沙天儀空間科技研究院有限公司研制的巢湖一號衛星成功升空。
巢湖一號衛星作為“天仙星座”首發星備受矚目。其成功發射意義重大,不僅有力推動“天仙星座”建設,還大幅拓展SAR數據在行業內的應用。在農業監測中,可精準評估農作物生長、預測產量;城市規劃時,能清晰了解土地利用情況;交通管理上,實時監測交通流量、道路狀況更高效。這些應用助力安徽HF市打造空天信息產業新高地,使其在新興領域占據重要地位。更關鍵的是,巢湖一號衛星成功發射,標志著天儀率先實現國產商業SAR衛星批產組網和在軌商業化運營。批產組網使衛星數量增多,形成星座,如同在太空構建更密集的“觀測網”。多顆衛星協同工作,可高頻次、高分辨率觀測地球表面,獲取更全面及時的數據。如災害監測時,批產組網星座能短時間內多次觀測災區,掌握災害態勢,為救援決策提供有力支持。
在軌商業化運營讓衛星數據轉化為經濟效益,企業和科研機構可按需購買服務,促進航天產業與其他行業融合發展,為我國商業航天可持續發展注入動力。
巢湖一號衛星實際應用成果顯著。在四川雅安地震、山西和河南防汛救災中,它發揮高分辨率SAR圖像優勢,為救援人員提供災區詳細情況,助力快速制定方案、確定重點區域,為保障人民生命財產安全貢獻重要力量。
2023年6月7日,四川綿陽星座“涪城一號”在酒泉衛星發射中心成功發射。作為天儀研制批產的第3顆對標國際先進指標、基于有源相控陣天線的C波段商業SAR遙感衛星,以及天儀研究院聯合合作伙伴完成的單星重軌干涉監測衛星,“涪城一號”衛星軌道和基線控制出色,InSAR數據干涉條紋良好,相干性高,具備高性能重軌干涉能力,關鍵技術指標達國際先進水平。
它能快速提供高質量、常態化的國產商業InSAR數據,開創了運用InSAR技術對SC省MY市涪城區的城市危舊房屋進行體檢(監測),提出預警的先河。
過往以人來,人們對城市房屋安全監測依賴傳統手段,組織大量人員進行地毯式普查方式,不僅存在組織人員多,消耗大,效率低、覆蓋范圍有限、還很難發現隱蔽隱患等問題。而“涪城一號”的InSAR技術,憑借全天時、大范圍、高精度、可回溯、動態連續監測的特點,城市房屋安全管理提供全新視角。實際應用中,“涪城一號”持續監測城市建筑群,精準捕捉房屋微小形變和沉降。例如“涪城一號”衛星在對四川MY市涪城區的城市房屋的監測,衛星影像對比分析中,發現主城區建筑和樓房沉降的存在21個風險點,運營團隊迅速將數據結果區分級別后匯報給當地住建部門。住建部門迅速組織復核,發現部分房屋存在裂縫開裂情況,對隱患嚴重房屋落實安全管控措施,避免了重大安全事故的發生。對此,中央電視臺《焦點訪談》進行了專門報道。
將衛星遙感技術應用于建筑物安全監測,既能從宏觀角度對大區域城市建筑群進行形變監測和風險普查,又能從微觀視角獲取單體建筑物風險狀況。通過監測房屋建筑沉降速率、沉降量、傾斜等定量指標,依據房屋建筑形變分級標準和基于人工智能、大數據的建筑多維度特征與房屋安全關聯性模型,對城市建筑進行大范圍風險篩查與分級,生成單棟建筑風險評估報告。
“涪城一號”在城市房屋體檢中的成功應用,為其他地區提供可借鑒模式。隨著技術成熟和應用深入,未來有望在更多城市推廣,助力構建更完善的城市房屋安全管理體系,保障居民生命財產安全。
2024年9月24日上午10時31分,天儀研究院與甘肅張掖星座空間科技有限公司合作研制的天儀41星(神啟號)使用捷龍三號運載火箭在山東海陽附近海域發射升空。
2024年11月20日,天儀研究院的涪城一號SAR衛星與張掖星座空間公司的神啟號SAR衛星,成功攻克雙星重軌干涉成像技術這一難關,實現了對同一區域最快僅需4天的重軌干涉成像。這一成果,不僅有力驗證了天儀衛星具備的高精度軌道控制能力,更充分彰顯了天儀SAR產品的高度穩定性。這關鍵的一步,標志著天儀與張掖星座空間公司在多星重軌干涉領域取得重大進展,也為后續星座協同達成每天多次重軌干涉的目標,奠定了堅實基礎。
天儀重軌SAR星座技術采用的分時分布式組網方式,與傳統的多星一箭發射后編隊飛行的組網方式截然不同。這種創新的組網方式,對衛星的在軌性能和軌道控制提出了更高的要求,技術難度也更大。涪城一號率先進入軌道,并成功實現單星重軌管道控制;而神啟號在15個月后才發射入軌,兩顆衛星初始軌道存在較大偏離。面對這一挑戰,天儀技術團隊運用小推力高精度快速軌道轉移技術,成功克服了初始軌道偏差大、軌道面不重合,以及受長短期攝動力影響導致軌道漂移等一系列問題。僅用了不到一個月的時間,就完成了神啟號的軌道調整,使其順利進入與涪城一號相同的軌道管道。分時分布式組網技術的重大突破,賦予了編隊衛星更大的靈活性與可擴展性。
目前,借助雙星干涉技術,天儀能夠顯著提升對重點區域的監測頻次。在建筑、道路、橋梁、礦山、水壩等領域的形變監測方面,時效性得到了大幅提高;而在山區滑坡隱患篩查場景中,更短的干涉重訪周期有效降低了地表植被覆蓋及地表變化對干涉測量的不利影響,干涉相干性明顯提升,形變探測能力進一步增強。隨著天儀發射更多的SAR衛星并完成組網,將能夠對重點目標實施每天多次的監測,持續為我國的防災減災事業貢獻力量。
此次涪城一號和神啟號SAR衛星成功實現雙星重軌干涉,不僅展示了我國商業衛星在InSAR領域的自主創新實力,更為全球用戶提供了更為高效、便捷的衛星監測服務。后續,天儀將繼續攜手張掖星座空間公司等眾多合作伙伴,共同推進數據業務的發展,以滿足全球對InSAR衛星數據應用日益廣泛的需求。