[科普中国]-X频段陆地合成孔径雷达卫星

概况

“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。

2007年6月15日和2010年6月21日，TerraSAR - X和TanDEM - 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。1

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1副S频段测控天线、1副X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。2

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。1

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 - X与TerraSAR - 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10m（90%），相对垂直精度2m，绝对水平精度优于10m（90%），相对水平精度优于3m（90%）。1