正在打造中的高分辨率成像卫星

20世纪90年代以来，随着美国政府放开管制，商业高分辨率卫星业务日益活跃。在轨卫星业绩良好，更高分辨率的卫星即将发射。本文将介绍各国正在研制中的1m或更高分辨率的成像卫星。     

地球之眼-1高分辨率商业成像卫星

世界上规模最大的商业卫星遥感公司——美国地球之眼公司（GeoEye），将于2007年春发射一颗迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星——地球之眼-1（GeoEye-1）。该卫星将能以0．41m全色（黑白）分辨率和1．65m多谱段（彩色）分辨率每天搜集总面积达数十万平方千米的地图精度级图像。     

德国正在寻找合作者研发高分辨率光学成像卫星

据spacenews网站2010年6月10日报道，德国政府正在寻求商业或政府合作伙伴，共同研发高分辨率光学地球观测卫星。目前德国只有雷达观测卫星，此项工作是德国政府填补光学卫星观测空白的战略的一部分。德国宇航中心官员在接受采访时表示将不再受限于法德之间的协议，     

分布式小卫星雷达空时频成像方法研究

分布式小卫星雷达的天线面积小,一般小于2m2.根据最小天线面积公式,此时距离多普勒将模糊.分布式小卫星雷达固有的距离多普勒模糊特性,给它带来了不同于常规合成孔径雷达(SAR)成像的新问题.常规的SAR成像实际是基于距离快时间匹配滤波、方位慢时间多普勒处理的时频成像原理.分布式小卫星成像需利用多颗小卫星的空域信息,解距离多普勒模糊后,方可获得较好的成像结果,因此其成像是一个需利用空域信息的空时频成像问题.提出一种空时频成像方法,它是采用低重复频率,使观察距离不模糊,但多普勒模糊情况下,利用分布式小卫星雷达丰富的空域资源,对各多普勒通道分别作空域滤波处理,消除多普勒模糊后,进行成像处理.另外,本文对此分布式小卫星雷达空时频成像方法进行了理论推导、性能分析和仿真检验.     

卫星扰动对星载SAR成像质量的影响

星载合成孔径雷达快视成像质量与卫星的运动姿态密不可分，卫星扰动主要体现在对多普勒参数的影响上，而快视成像一般利用卫星星历来估计多普勒参数。通过详细分析，找出了卫星扰动对多普勒参数的内在联系，给出了详细的数学公式并结合实际数据进行了计算机模拟，给出了平台的控制精度范围，为星载ＳＡＲ系统设计提供理论依据。     

高分辨率遥感小卫星微振动全链路集成建模与验证

为全面分析飞轮微振动对高分辨率光学遥感小卫星系统的不利影响,建立遥感小卫星光学–姿控–结构全链路集成分析模型,在设计阶段评估隔振系统对微振动的抑制程度,计算相机综合像移结果。首先,以飞轮扰振为输入建立两级隔振动力学模型;然后建立线性光学系统像移与镜体自由度的函数关系,构建卫星姿态控制系统简化模型,计算卫星在隔振下的姿态角速度稳态误差和像移;最后开展地面测量和在轨微振动校验。结果表明：集成分析模型计算的相机最大像移为0.129 8 px,卫星在扰振力矩作用下姿态稳定度为7.5×10^-6 rad/s;地面试验中相机像移频域单方向最大为0.114 8 px,姿态稳定度7.5×10^-6 rad/s;在轨成像相机像移频域最大为0.084 6 px,期间姿态稳定度达到7.0×10^-6 rad/s。建模计算和实际测试结果处在同一水平,验证了模型的有效性。     

国外地球静止轨道高分辨率光学成像系统发展综述

介绍了欧美1~3m分辨率GEO光学成像系统的应用需求、技术途径选择情况,研究了欧美GEO高分光学成像技术的发展,包括大口径单体反射镜成像技术、空间分块可展开成像技术、光学合成孔径成像技术、薄膜衍射成像技术和在轨装配成像技术,总结了上述技术的优缺点。可为我国发展GEO高分辨率光学成像系统提供参考。     

欧洲首颗雷达成像侦察卫星入轨服役

欧洲现正在努力建立和发展自己独立的军用卫星系统,特别是侦察卫星。在发展了两代光学成像侦察卫星之后,欧洲于去年12月19日用俄罗斯宇宙3M火箭发射了首颗雷达成像侦察卫星——“合成孔径雷达(SAR)-放大镜”1。     

英DMC-2卫星将于2008年提供更高分辨率成像服务

据报道，英国DMC国际成像公司计划于2008年发射一颗高清光学成像卫星（DMC-2），利用直接的下行链路，向地面用户提供持续的陆地级成像。DMC-2卫星是一低成本地球观测（EO）卫星，质量仅120kg，将携带一较高分辨率（22m）的DMC成像仪，成像仪成像范围660km。该增强型微卫星具有频繁的广域覆盖能力，可每日回访、持续成像，并实时向地面站传输数据。     

基于敏捷卫星平台的星载SAR Mosaic模式研究

Mosaic模式是聚束和ScanSAR的混合模式,能同时实现高分辨率、大场景成像。提出了一种易实现的Mosaic模式,它的距离向波束切换通过电扫描完成,方位向波束扫描通过机械扫描实现。敏捷卫星能通过控制俯仰机动,方便地实现方位向机械扫描,适于实施这种Mosaic模式。针对这种Mosaic模式的特点,提出了一种新的系统设计方法。该方法从零斜视角位置开始,递推求解一系列关于Burst斜视角和驻留时间的非线性方程组,得到系统参数和时间分配方案。此外,还提出了一种基于等效展宽天线方向图的Mosaic模式性能参数近似计算方法,它能直观、便利地得到Mosaic模式各种性能参数。     

预失真补偿技术在高分辨SAR系统中的应用

分析系统的幅相误差对高分辨SAR成像的影响,在此基础上提出利用预失真补偿技术对发射机的幅相误差进行补偿,给出一种利用FPGA实现预失真补偿的方法,经过飞机挂飞试验,取得高质量、高分辨率的SAR图像,通过试验证明此种补偿方法是可行的、有效的。     

基于微波光子技术的实时高分辨雷达成像

为克服传统雷达面临的带宽瓶颈,提升其分辨率,利用微波光子倍频与混频技术对宽带雷达信号进行处理,构建宽带雷达,成功实现了实时高分辨雷达成像。构建的微波光子雷达样机带宽高达12 GHz,实现逆合成孔径雷达成像的二维分辨率优于2 cm×2 cm,成像速率高达100帧/s。在该雷达架构基础上构建了多输入多输出微波光子雷达,在相同的相参累积时间内,能进一步提高雷达成像的方位向分辨率。研究结果表明:微波光子技术是突破传统雷达频率与带宽限制的有效手段,有望在未来实时高分辨雷达探测与成像中发挥重要作用。     

合成孔径雷达卫星构型设计

合成孔径雷(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)卫星的构型与其它卫星相比具有一定的特殊性,主要体现在大面积的相控平面SAR天线在工作时需侧视(长度方向沿飞行方向)和SAR天线与太阳电池阵之间的相容性.通过分析SAR卫星构型的特点,根据卫星构型设计的原则,结合SAR卫星的构型实例,给出SAR卫星构型设计的基本思路和方法.     

高分辨率星载聚束式SAR的极坐标格式成像处理

极坐标格式算法是应用于聚束式 SAR成像处理的经典算法。基于极坐标格式算法 ,研究了高分辨率星载聚束式 SAR的成像处理及相关问题 ,分析了非平面运动、运动测量误差对成像质量的影响。最后 ,通过计算机仿真 ,给出高分辨率的星载聚束式 SAR的成像结果。     

小卫星和通信卫星星座技术特征分析

介绍了小卫星的发展情况和特点 ,给出了小卫星星座的概念和星座的主要设计参数 ,指出了编队飞行和组网技术在应用方面面临的挑战。然后分析了最新发展的通信卫星星座技术和星座卫星通信系统的设计原则 ,对中、低轨道星座系统进行了综合分析 ,并在此基础上进一步提出若干低轨道星座组网方案。最后指出了小卫星组网的若干关键技术及发展趋势。     

分布式小卫星SAR回波信号精确仿真方法研究

针对分布式小卫星SAR回波信号仿真，建立丁回波信号的数学模型，并基于空间坐标变换建立了分布式小卫星SAR回波信号仿真模型。通过计算机仿真，生成了一组Cartwheel构型的主星带伴随星群的分布式小卫星SAR回波信号，并通过成像及干涉处理，得到干涉相位图，验证了模型的有效性。仿真结果证明，本文提出的仿真模型能够精确的模拟分布式小卫星SAR回波信号，并能够灵活地注入各种误差，生成有效的回波仿真数据。     

应用于小卫星平台的中分辨率成像光谱仪

文章简要介绍了中分辨率成像光谱仪（CMODIS）的组成、原理及系统设计。     

一种多普勒域走动校正的斜视SAR成像算法

为了解决时域校正走动带来的方位空变性问题,提出了一种在方位多普勒域走动校正的斜视合成孔径雷达（SAR）成像算法。文中利用级数反演理论,将斜距公式展开至三次项,推导出SAR回波信号的两维频谱表达式。再从两维频谱出发,提出了基于两维频谱匹配滤波的斜视SAR成像算法。该算法考虑到距离空变性问题,提出先在两维频域进行走动校正和相位预滤波,接着在距离多普勒域进行线性频率变标的处理方法,经过距离脉压和方位脉压能够得到聚焦良好的SAR图像。此外,该方法与距离徙动（RMA）算法相比可以有效地降低需要处理的数据量。最后,临近空间SAR仿真实验证明本文提出方法的可行性和有效性。     

小卫星测控通信分系统遥测参数处理的研究

提出一种小卫星遥测参数的处理方法 ,它采用三帧同步捕获的方法来减少误同步和漏同步 ,从而提高测控通信分系统的可靠性和有效性 ;同时 ,采用对遥测参数进行分类处理的方法确保测控系统可靠地运行