卫星编队InSAR系统设计系列关键技术

天基InSAR系统具有全天候、全天时、数据处理自动化程度高等优点,可以快速获取数字表面模型和雷达正射影像,发展前景广阔。本文首先介绍了InSAR测量及影响产品精度误差传递模型,阐述了基于卫星编队InSAR系统;然后,从系统获取干涉数据和确保产品精度两方面出发,提出在不考虑SAR技术的情况下,卫星编队InSAR系统设计主要关键技术有:系统相干性、基线选择、卫星编队设计、双星协同工作、产品精度控制等;最后,在归纳总结天绘二号关键技术攻关的基础上,对这些关键技术所涉及的性能及核心指标进行了分析,提出了设计所关注的要素。     

“天绘一号”传输型摄影测量与遥感卫星

介绍了“天绘一号”卫星的总体方案、技术特点、研制历程和应用概况, 重点介绍了“天绘一号”卫星的技术特点和应用前景, 以便用户了解、熟悉“天绘一号”卫星, 更好使用其各种影像产品, 更好发挥卫星的应用效能。“天绘一号”卫星摄影定位与测图系统采用LMCCD(Line Matrix Charge Coupled Device)测绘体制, 由前视、正视和后视3台全色CCD相机, 3台星敏感器以及1台GPS接收机组成;其中正视相机焦平面上还设计有4个小面阵CCD器件, 用于提高摄影定位的高程精度。卫星摄影测量基高比为1。卫星通过一个高强度、高刚度和高稳定度的测绘光学平台, 将3台测绘相机、3台星敏感器和1台多光谱相机集成为一体, 满足了测绘任务对星敏感器与相机间几何角度关系的高精度及高稳定度要求。在轨测试结果表明, 卫星摄影定位精度优于任务指标要求, 可满足无地面控制点条件下测制全球1:50000比例尺地图要求。     

“天绘一号”卫星地面应用系统设计与实现

介绍了“天绘一号”卫星地面应用系统在中国航天测绘装备建设中的地位和作用, 重点介绍了“天绘一号”卫星地面应用系统的功能、组成、工作流程和产品设计, 以及系统的技术特点、实际运行情况以及测绘能力, 展示了数据处理成果, 为了解天绘卫星工程建设情况, 提供基本参考。     

天绘一号卫星覆盖性能分析与优化方法研究

天绘一号卫星为测绘卫星,测绘卫星标称轨道是卫星进行长期轨道维持的目标,对卫星的地面覆盖性能起到决定性的作用。为了分析和提高卫星对地面目标的覆盖性能,根据天绘一号卫星轨道设计和维持的特点,提出了基于条带—纬度覆盖图的分析和优化方法。推导了推扫式成像卫星覆盖经度跨度计算公式,构建了基于条带—纬度覆盖图的分析方法,通过将多颗卫星的条带—纬度覆盖图叠加得到不同区域的覆盖次数,根据每次重访时的卫星星下点条带号计算对地面目标的重访时间间隔。提出了通过调整当前条带号和降交点地方时减小对目标区域的重访间隔的优化方法。通过与网格点方法的计算结果比较,验证了该方法的有效性。     

TanDEM-X系统相对测高性能分析

针对TanDEM-X卫星计划,重点分析其在一个轨道周期内的测高性能的变化情况.首先从建立双星HELIX构形的HILL.方程出发,分析了一个轨道周期内直接影响干涉测高的有效基线,包括顺轨和交轨基线的影响,然后讨论了系统相关系数及其对干涉相位误差的影响,通过建立相对高程误差模型,进一步分析了系统相对高程精度.最后计算机仿真结果验证了分析的正确性.     

分布式InSAR编队卫星精密绝对和相对轨道确定

低轨卫星编队的精密轨道和基线确定是分布式InSAR卫星系统完成科学任务的重要前提.目前,基于GNSS数据的缩减动力学绝对和相对轨道确定是获得高精度轨道和基线产品的主要手段.本文利用天绘二号编队星载GPS实测数据,采用缩减动力学定轨方法进行编队卫星绝对和相对定轨研究.GPS数据质量分析表明,A星与B星接收机的信号跟踪能力和数据质量基本相当.通过对轨道机动进行常值加速度建模,可以有效消除机动对天绘二号编队绝对和相对定轨的影响.单星绝对定轨结果表明,6 h重叠弧段轨道差值三维(3D)RMS小于1.2 cm,A星和B星绝对轨道的卫星激光测距数据检核残差RMS分别为2.76 cm和2.33 cm.双星相对定轨结果表明,6 h重叠弧段基线差值3D RMS达到0.66 mm,本文基线产品与西安测绘研究所基线产品互比对差值RMS在径向、切向、法向和3D方向分别为0.73、1.11、0.51和1.43 mm.     

“天绘一号”卫星无地面控制点EFP多功能光束法平差

无地面控制点卫星摄影测量是实现全球测绘的有效手段。实现无地面控制点摄影测量主要途径包括:一是卫星姿态稳定度达到1×10^-6(°/s);二是高精度的姿态测定系统;三是摄影测量光束法平差处理。以往受制于技术等因素, 实现无地面控制点摄影测量只能依靠摄影测量光束法平差技术。“天绘一号”卫星研发了集相机在轨标定、全三线交会光束法平差、角元素低频误差补偿及偏流角效应改正为一体的EFP多功能光束法平差技术, 并通过“天绘一号”卫星影像数据对该技术进行了验证。实验结果表明:无地面控制点定位精度达到10.3 m/5.7 m(平面/高程), 满足测制1:5万比例尺地形图精度要求     

基于数字实验场的国产测绘卫星影像定位精度评估及优化

提出了一种基于数字实验场的国产测绘卫星影像定位精度评估及优化方法。该方法利用超高分辨率遥感卫星影像及其测绘产品,在境外等无地面控制区域建立可满足国产测绘卫星全球定位评估验证需求的数字化实验场;以实验场控制基准为基础,通过构建国产测绘卫星影像的几何定位模型和精度优化模型,实现国产测绘卫星影像的定位精度评估及优化。利用天绘一号、资源三号卫星影像数据进行了实验和分析,结果表明:该方法能够在无地面控制区域对国产测绘卫星影像定位精度进行有效评估;并通过对系统误差进行补偿,显著提升影像定位精度。     

我国成功发射“天绘一号02星”

正我国在酒泉卫星发射中心用"长征二号丁"运载火箭,成功发射"天绘一号02星",卫星顺利进入预定轨道。"天绘一号02星"由中国航天科技集团公司所属航天东方红卫星有限公司研制,主要用于科学研究、国土资源普查、地图测绘等诸多领域的科学试验任务。卫星获取的遥感信     

我国测绘卫星和卫星测绘“十二五”发展战略研究

测绘卫星一般是指具备平面基准、高程基准和重力基准计算能力,以及具有测图功能的、满足大中比例尺制图精度要求的对地观测卫星。在分析我国卫星测绘"十一五"现状和"十二五"需求的基础上,提出我国测绘卫星总体设想,以及发展我国光学、干涉雷达,激光测高及重力卫星的总体思路。     

GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究

在精密工程测量领域,由于工程项目种类繁多,精度需求变化大,工程规模和观测的目的、条件、方法的多样性,使GPS技术在精密工程测量中应用多具有设计方案上的独特性。近年一些科研和生产单位取得了较多的资料。本文针对常见精密工程测量工程和GPS测量的技术特点进行了总结分析,结合工程案例就常见精密工程控制网的布设方案及数据处理技术进行分析探讨,提出一些实用性较强的技术意见。     

Technical progress of China's national remote sensing mapping:from mapping western China to national dynamic mapping

Remote sensing mapping is an important research direction in the development of geographic surveying and mapping.In order to successfully implement the project of Mapping Western China(MWC),a technical mapping system has been established.In this project,many problems have been solved through technological innovation,such as block adjustment with scarce control points,large-scale aerial/satellite image mapping,and intelligent interpretation of multi-source images.Several softwares were developed,e.g.PixelGrid for aerial/satellite image mapping in a large area,FeatureStation for the integration of multi-source data in the complex terrain areas,and an airborne multi-band and multi-polarization interferometric data acquisition system for SAR mapping.For the first time,full coverage of 1∶50,000 topographic data of China's land territory has been produced,which means the geospatial framework of digital China is basically completed.With the implementation of other key national plans and projects(i.e.national geographic conditions monitoring and national remote sensing map-ping),the focus has changed from MWC to national dynamic mapping.Accordingly,a dynamic mapping system is established.The data acquisition capability has developed from a single source to multiple sources and multiple modalities.The mapping capability has developed into dynamic mapping,and the capability for database update shows the characteristics of colla-boration.The national geographic condition monitoring creates a multi-scale index system for statistical analysis for various needs.A multi-level and multi-dimensional technical system for statistical computing and decision-making service is developed for the transformation from dynamic monitoring to information service.In this paper,we give a brief introduction about the recent development of remote sensing mapping in China with respect to data acquisition,map production,and information service.The purpose of this paper is to motivate the establishment of theory and method for remote sensing mapping,technical and equipment in the smart mapping era,to improve the capability of perceiving,analyzing,mining,and applying geographic data,and to promote the intelligent development of geographic survey-ing and mapping.     

我国民用光学卫星测绘产品体系的建立与应用

经过10多年的发展,我国民用光学卫星测绘及其应用取得了较大的发展。本文系统总结了我国民用光学卫星特别是立体测图卫星的在轨情况、技术参数及数据获取等总体情况。在介绍卫星测绘产品处理和体系构建等技术的基础上,对卫星测绘及其产品的应用情况进行了概况和总结,并对“十四五”期间我国测绘卫星及卫星测绘应用的发展进行了展望。     

SZ-4飞船多模态传感器辐射模态数据处理与质量评价研究

研究了飞船多模态传感器中辐射模态1B产品数据的处理以及生成全球亮温图的方法,对辐射模态数据与SSM/I和AMSR-E星载微波辐射计对应通道进行了星星比对分析,建立了对应通道之间的线性关系。结果表明,飞船辐射模态亮温与SSM/I及AMSR-E的测量值在绝对幅度上相差较大,但却高度的线性相关,这在一定程度上说明了SZ-4辐射模态各通道亮温对地表微波辐射响应的能力。     

利用GPS信号源进行干涉法测量

利用GPS卫星信号源进行干涉测量是近几年发展起来的新技术。本文叙述了GPS的信号结构及相关分析,提出了利用卫星信号源的三种干涉测量方法,给出了数学模型及有关公式,并进行了定性分析和比较。     

港珠澳大桥GNSS连续运行参考站系统设计与实现

港珠澳大桥GNSS连续运行参考站系统是国内首个独立的基于VRS的工程CORS系统。结合工程条件与建设需求,本文分析了该系统建设的特点和技术难点,介绍了系统组成、总体结构和基本功能,以及参考站联测及精化大地水准面的应用情况。系统实时定位精度测试分析结果表明:基于VRS的网络RTK的定位精度平面优于±2cm,高程优于±3cm,实现了系统的建设目标。     

天绘一号03星定位精度初步评估

天绘一号卫星是我国第一颗传输型立体测绘卫星,主要用于无地面控制点条件下高精度定位及1∶5万比例尺地形图测绘。01、02星分别于2010年8月24日及2012年5月6日成功发射,03星于2015年11月26日发射,目前3颗星在轨正常运行。01星定位精度经过系统检测后,定位精度为10.3 m/5.7 m(平面/高程),02星定位精度与01星精度相当。本文首先简要介绍了天绘一号卫星的总体概况及其地面处理系统中的关键技术,重点对03星的无控定位精度进行初步试验评估。通过国内外3条航线的试验发现,03星较02星精度有较大提高,在无地面控制点条件下可实现平面7.2 m、高程2.6 m的定位精度。     

北斗系统创新发展与前景预测

随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展,天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步,以快速定位报告(RDSS)与短报文通信(MSS)业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后,用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制,完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调,北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟(ITU)规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。     

基于几何配准的多模式SAR影像配准及其误差分析

星载合成孔径雷达影像干涉处理时所需方位向配准精度因成像模式的差异而有所不同,目前在精密轨道条件下以几何配准为基础辅以影像信息的配准方案因其严格的理论模型和较高的精度成为干涉处理的首选。本文以TerraSAR-X影像为例,论证了不同成像模式影像所需的配准精度和卫星轨道精度,并通过理论分析和试验证明了精密轨道条件下,利用几何配准即可满足TerraSAR-X等卫星的条带模式影像干涉处理的需要;聚束模式影像需要在几何配准的基础上利用影像相干性或谱分集进一步优化配准结果。鉴于增强谱分集偏移量估计精度最高,本文进一步利用增强谱分集对比分析了不同轨道不同DEM条件下的几何配准误差。研究结果表明:卫星轨道切向误差是几何配准的主要误差源,目前常用3种DEM几何配准差异远小于0.001个像素,均可满足Sentinel-1影像干涉配准的需要。     

基于北斗卫星定位导航系统的炮兵部(分)战斗队形指挥控制系统的设计与实现

炮兵部(分)队战斗队形指挥控制系统主要由指挥中心和观察(指挥)所终端、炮兵阵地终端以及雷达站、气象站、声测站等终端组成,该系统采用卫星定位导航技术、卫星通讯技术、无线视频获取传输技术、串口通信技术、软件集成技术、军事地理信息系统(MGIS和Embed GIS)技术以及数据库技术,具有指挥控制、语音通信、场景显示、终端实时定位、实时导航、快速连测战斗队形等多项功能。本文通过对炮兵战斗队形指挥控制系统的构建进行整体设计,并对各子模块进行功能设计分析,提出了构建指挥控制系统的总体结构方案。