HJ-1-C卫星合成孔径雷达载荷的设计与实现

HJ-1-C是我国环境与灾害监测小卫星"2+1"星座中的一颗合成孔径雷达(SAR)卫星,工作于S波段,具有5 m分辨率。SAR载荷采用网状反射面天线和大功率放大器方案,具有重量轻、效率高的特点,适合于小卫星平台。目前HJ-1-C卫星已在轨运行,获得我国首批S波段星载SAR图像,图像质量高,地物信息丰富,表明SAR载荷的设计合理,试验和测试充分。HJ-1-C卫星将为我国减灾和环境应用发展做出贡献。该文将对HJ-1-C卫星SAR载荷的设计和研制进行全面介绍,包括其主要功能和技术指标,各部分的设计,以及研制、测试和试验工程,最后给出其在轨获得的图像。

基于C#和Matlab的HJ-1-CCD气溶胶光学厚度反演系统的开发

环境一号卫星CCD相机(HJ-1-CCD)30m的空间分辨率在大气环境监测中具有潜在优势,利用高分辨率的HJ-1-CCD数据进行大气环境监测时,首先需要反演得到较高精度的大气气溶胶光学厚度(AOD)。本文针对HJ-1-CCD数据反演AOD的全过程,采用C#和Matlab的混合编程,将两种开发语言优势互补,完成了基于HJ-1-CCD数据的大气气溶胶光学厚度反演系统的开发,使AOD反演的过程变得简单、可视化。同时,详细介绍了系统的设计思想,以及开发过程中的主要技术问题,为大气污染的卫星遥感动态监测提供良好的技术支持。

HJ-1-C卫星SAR系统的内定标

HJ-1-C卫星是我国环境与灾害监测小卫星星座中的一颗合成孔径雷达(SAR)卫星,目前已在轨运行。其SAR系统采用网状反射面天线和集中式功率放大器,且具有星上在轨内定标的功能。该文详细介绍了HJ-1-C卫星SAR系统的内定标模式和算法,给出内定标器的设计和实现原理,并对SAR系统在轨工作内定标数据进行分析。

用于HJ-1-C卫星ScanSAR的等效RD几何校正方法

HJ-1-C卫星是我国第1颗民用合成孔径雷达卫星,具有条带和扫描两种工作模式。该文根据HJ-1-C卫星ScanSAR模式的工作特点,在ECS成像算法和传统斜距多普勒定位方法基础上,提出一种适用于ScanSAR的等效RD几何校正方法。首先根据方位时刻关系进行方位拼接,然后根据斜距关系拼接各个子带,接着拟合等效参数,进行斜距多普勒定位,最后实现ScanSAR图像的几何校正。HJ-1-C卫星的实际数据实验结果表明:HJ-1-C卫星ScanSAR模式的定位精度可以达到100 m;24核CPU并行情况下实现10 s处理完一景图像。

HJ-1-C卫星SAR全功率辐射试验的设计及实现

该文面向HJ-1-C SAR全功率辐射试验设计,阐述了SAR大功率集中发射所带来的新问题,从保证雷达接收通路的安全性出发,提出全功率辐射试验的接收通道漏过功率测试的必要性,给出构成雷达系统收发通道闭环测试的方法。试验结果表明,所提出的HJ-1-C SAR系统全功率辐射试验的方案合理可行,试验达到了预期的效果。

环境一号C星构架反射器展开驱动部件优化设计

该文针对环境一号C星构架反射器展开驱动部件易出现疲劳、破坏等问题,开展了面向可靠性的驱动部件优化设计。基于驱动部件失效模式及其影响分析(FMEA),获得导致部件失效的主要失效形式为关键弹簧零件(扭簧和涡卷弹簧)的应力松弛和冲击破坏失效。对失效模式下扭簧和涡卷弹簧原型进行了特性测试、可靠度分析,提出可行的可靠性增长措施,并进行优化设计。对比优化前后的弹簧可见,优化可靠且有效。研究对该类可展开天线反射器的设计分析具有重要的参考价值。

环境一号C卫星合成孔径雷达相干性分析

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种相干成像雷达,相干性是保证SAR成像的关键。对相干系统而言,诸多因素会破坏其相干性。该文以环境一号C卫星SAR分系统方案和指标为基础,主要分析了频率源稳定度和脉间定时抖动对系统相干性的影响。环境一号C卫星SAR采用短期稳定度为101.0 10/5 ms-×的晶振,经过直接倍频与分频提供系统所需的基准频率信号,由短期稳定度引入的方位向随机相位误差对积分旁瓣的影响可忽略。环境一号C卫星SAR定时脉冲前沿抖动优于2 ns(rms),合成孔径时间内的随机相位误差对方位脉冲压缩旁瓣略有影响。该文通过公式推导和仿真分析证明了HJ-1-C卫星SAR系统相干性设计满足合成孔径雷达成像要求。

环境一号C卫星SAR闭环测试系统的设计与实现

环境一号C(HJ-1-C)卫星合成孔径雷达系统测试中,构建闭环测试系统,模拟卫星星地信号传输过程,实现SAR系统成像功能、压缩方式和点目标特性的测试。本文首先给出SAR回波信号的产生以及回波模拟器的物理实现,然后提出在有线和无线两种方式下,利用回波模拟器构建SAR闭环测试系统的方法,最后给出基于该闭环测试系统,对HJ-1-C SAR系统点目标性能指标测试结果。测试结果表明,该闭环测试系统的构建,能够满足HJ-1-C SAR系统的测试需要。

环境一号C卫星系统总体设计及其在轨验证

HJ-1-C卫星是我国环境与灾害监测预报小卫星星座的一颗合成孔径雷达卫星,与光学卫星HJ-1-A/B共同完成环境与自然灾害监测。该文介绍了中国第1颗民用SAR卫星的系统总体及载荷的设计特点,研究了卫星平台部分的数传、姿态控制、供配电和热控分系统对SAR载荷的支持能力以及相互之间的匹配关系,同时,给出了卫星在轨测试验证的相应结果。

环境减灾C星在轨测试期间冰凌灾害应用能力评价

2012年11月19日,环境减灾卫星一号C星成功发射,是我国第1颗民用合成孔径雷达(SAR)卫星,也是目前世界上唯一在轨运行的S波段SAR卫星。在轨测试阶段,民政部国家减灾中心对C星在冰凌灾害方面的应用能力进行了初步的评价,同时利用资源三号卫星多光谱影像进行相对精度评价。结果表明,S波段SAR卫星对于冰凌具有极好的响应,对于完全封冻、未完全封冻和浮冰区域,可有效地辨识,具备较好的减灾应用能力。S波段SAR卫星数据将填补我国乃至世界上SAR卫星数据的波段空白,减灾应用潜力有待进一步深入挖掘。