基于SAR卫星遥感技术的农田洪涝灾害信息提取技术

为提高农田洪涝灾害信息提取能力,探索了SAR卫星遥感影像水体及农田边界信息的自动提取方法。以江西丰城某次强降雨过程为例,采用阈值分割法、雷达及光学影像融合法,利用Sentinel-1卫星影像对灾前水体信息进行提取,巢湖一号卫星影像对灾中的水体信息进行提取,将二者提取信息进行叠加,得到本次强降水新增水体范围;利用Sentinel-2卫星影像,叠加天地图影像提取出研究区域的农田边界范围,将该边界与新增水体范围叠加,得到受本次强降雨影响农田洪涝灾害区域的范围。经评价,该方法可有效提高地物散射特征的分类精度,提取的11处受淹农田验证地块完整率均在80%以上。SAR遥感影像不受云雨天气影响,能够在洪涝灾害应急监测中提供有力的数据支撑,该分析方法有利于相关部门全面掌握农田灾情数据,迅速做出应急响应,提高洪灾的应急救助管理能力。

利用海丝/巢湖SAR开展台风应急测绘实验

首次利用国产海丝/巢湖雷达卫星开展台风登陆、运移应急测绘实验研究。以2022年11月“尼格”台风为例,应急调度获取台风登陆3 h和12 h的3 m条带SAR影像,采用监督分类快速提取耕地淹没、道路水淹等变化。结果表明:①国产SAR影像成像清晰稳定,双星实现12 h同一区域覆盖;②24 h警戒线风暴潮预测模型增水范围是卫星应急调度的主要依据;③实验区耕地淹没面积从0.098 km^(2)缩小至0.064 km^(2),道路积水面积从5.032 km^(2)缩小至2.385 km^(2),未形成明显的城市内涝现象,说明利用高分辨率雷达卫星开展台风应急测绘是可行的。增加星座数量、优化轨道空间布局是保障应急数据快速响应的发展方向。

基于PS-InSAR技术的西藏龙巴萨巴湖冰碛坝表面形变特征分析及影响因素

冰碛湖坝体表面形变是指示坝体稳定性的重要参数。针对高寒区冰碛坝形变监测,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术仍然存在一定的技术缺陷,而基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量(PS-InSAR)的遥感技术方面应用尚未见报道。西藏龙巴萨巴湖位于中国和印度、尼泊尔交界处,其冰碛坝具有高溃决风险。本文基于75景Sentinel-1A影像及PS-InSAR技术,以龙巴萨巴湖冰碛坝为研究对象,分析2017年2月至2023年4月期间,坝体表面形变特征及影响因素。结果表明:(1)2017-2023年龙巴萨巴坝表面体总体呈下沉趋势,平均形变速率为-2.76±0.66 mm/a。坝体明显表面下降区主要分布沿湖水岸一带,占坝体总面积的43.3%,平均下沉速率为16.82±1.55 mm/a,坝体中部存在东南-西北贯通的显著沉降区,其中最大形变永久散射点(PS点)形变速率达到-81 mm/a;中部坝体出现抬升现象,抬升区面积占坝体总面积的9.8%,平均抬升速率为17.38±2.43 mm/a,其中最大形变PS点形变速率达到43.90 mm/a;坝体外缘区变形率相对较小,在-4~4 mm/a内波动(平均形变速率为0.53±0.23 mm/a),占坝体总面积的41.11%。(2)在监测时间段内,年内不同月份沉降区面积占比为39.1%~65.8%,其中,7月沉降面积最大,占坝体总面积的65.8%;年内抬升区面积占总面积比的22.3%~38.3%,2月份坝体抬升面积最大。(3)坝体表面总体形变与坝体热通量年收支盈余、坝体内部埋藏冰发育、内部水分运移冻胀等因素有关。本研究结论可用于评估龙巴萨巴冰碛湖的危险性,为冰碛湖溃决模拟及防灾减灾提供理论依据。

低成本卫星测控系统性能改进方法研究

首先针对TLE更新不及时、轨道递推准确性低的问题,提出低成本卫星测控系统(LCTTC)采用卫星GPS实测数据修正站心坐标系下目标轨道方法,提高跟踪精度;其次利用接收机的RSSI功能,给出了远程获取无人值守LCTTC灵敏度、评估其性能的方法,以及获取信噪比、发射功率等状态信息的方法,对卫星实时任务过程进行监测和异常诊断,减少了故障排查时间。

商业合成孔径雷达卫星研制、应用与服务的探索

长沙天仪空间科技研究院有限公司(以下简称“天仪研究院”)作为国内首家商业合成孔径雷达(SAR)遥感卫星运营的公司,研制发射了2颗高分辨率轻小型商业SAR卫星--“海丝”一号和“巢湖”一号,初步建立了SAR卫星研制、发射、运维、组网观测、数据服务的全链条业务服务流程。天仪研究院基于SAR卫星高时效准预期的遥感影像获取能力,为海洋、水利、应急等国计民生各重点领域提供遥感影像与应用服务,探索形成商业SAR卫星的重要应用示范。

非太阳同步重访干涉轨道设计与摄动影响分析

为了满足合成孔径雷达(SAR)卫星大型星座任意轨道面都可保持长期重访干涉的需求,提出了一种通用的非太阳同步重访干涉参考轨道设计方法,将重访周期作为修正变量之一,采用迭代修正方法得到了高精度动力学模型下的任意轨道倾角的参考轨道。仿真分析给出了一定轨道高度范围内所有候选的参考轨道,并指出了不同轨道倾角、相同重访圈数的参考轨道高度的明显变化,为实际任务的轨道筛选提供了参考。此外,针对日、月引力摄动对轨道倾角的影响进行了详细分析,指出了中低轨道倾角的非太阳同步轨道所需轨道保持控制的代价非常小,完全可以保持长期重访干涉。

时序InSAR滑坡形变监测与预测的N-BEATS深度学习法——以新铺滑坡为例

滑坡通常发生突然,破坏力巨大,经常造成重大生命安全事故和财产损失。高可靠性、高精度及具有抗差性能的滑坡形变监测预测手段和方法对于国家防灾减灾需求具有切实意义。InSAR技术是一种能够全天时和全天候观测获取高空间分辨率和宽覆盖率影像,高灵敏性捕捉时空维动态变化的监测手段,然而目前应用InSAR时序影像对滑坡区进行滑坡预测的工作仅是凤毛麟角。基于时序InSAR观测结果,本文提出了一种能够有效解决中短期滑坡预测问题的深度学习滑坡预测方法。在三峡新铺滑坡区应用N-BEATS网络模型和Sentinel-1 SAR数据进行形变预测,以均方根误差1.1 mm的预测精度完成了滑坡预测工作,并对预测结果进行了数据结构影响的规律性分析、传统方法效果对比、抗差性评估及置信区间估计等多方位的剖析,结果显示出了其高精度、高可靠性及具有一定抗差能力的突出优势。

海丝一号 合成孔径雷达卫星及应用概况

一、前言近年来,随着集成化小型化的微电子技术、快速低成本发射和卫星模块化等技术的不断成熟,微小卫星以其快速低成本的特点开始逐渐进入人们的视野,全球微小卫星产业正处于蓬勃发展期,微小卫星的发射数量逐年大幅增长。卫星的“小”不只是体现在质量和体积上,通过使用高度集成化、模块化等技术,使小卫星在拥有与大卫星类似的成像水平时,其设计、制造、发射等整个开发周期被大大缩减,成本也大幅度降低。

基于立方星的电池管理模块设计

电池管理是卫星电源系统的核心任务之一,卫星电池的寿命很大程度上决定了卫星的在轨工作寿命。鉴于此,针对卫星电源系统的研究将有助于提升卫星的使用寿命。基于立方星电池管理模块,介绍了航天电池管理模块设计的全过程。主要包括航天级电池的实验筛选与配对,电池组的安全保护设计、电池组内各节电池均衡控制设计、电池管理模块内部数据采集与控制等多个方面。最后通过立方星电池管理模块在轨工作实验数据分析,证明了立方星电池管理模块的合理性及可靠性,指标满足设计要求。

小卫星增阻主动离轨技术的设计与实践

随着商业航天的蓬勃发展,近几年进入轨道的卫星,特别是低轨小卫星,已呈爆发式增长。按照国防科工局《空间碎片减缓与防护管理办法》等文件要求,低轨卫星应具备主动离轨能力。为此,我们对小卫星的各种离轨手段的技术复杂性、成本、离轨能力等进行了比较及评估,并设计了一种在轨展开式离轨帆,成功应用于2019年1月发射的卫星。卫星在轨试验完成并打开离轨帆后,对轨道衰减情况进行了实测评估。结果表明,为卫星增加离轨帆,将使卫星离轨时间由16年缩短为6年,离轨效果显著,可以在后续卫星设计中推广使用。