加拿大「雷達衛星星座任務」及應用領域分析

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6月12日，加拿大的下一代雷達成像衛星星座——「雷達衛星星座任務」（RCM）的3顆衛星搭乘獵鷹－9（Falcon－9）火箭發射升空。RCM星座是中解析度衛星任務，主要用於對加拿大廣闊國土和海域進行定期監測。中解析度數據和更高解析度的數據結合使用，將能夠極大增強加拿大資源管理和環境監測能力。

1衛星概況

RCM星座採用多顆小衛星組網協同運行的方式，與單個大衛星相比，RCM擁有一個更穩健、更靈活的系統，發射和運行成本也更低。通過星座組網配置實現更快速重訪和動態監測，能夠滿足加拿大特有的對海上、國土、北極等區域的監視需求。

RCM星座由3顆構型完全相同的衛星組成，在軌協同工作，每顆衛星質量1400kg，長1.7m，寬1.1m，高3.6m（天線展開後跨度6.98m），設計壽命7年，將運行於高度約600km、傾角98°的太陽同步軌道，三星運行於同一軌道面，等間距分布，相鄰兩顆衛星的時距為32min。

2衛星平台

RCM衛星呈長方體，帶有單邊太陽翼，採用布里斯托爾宇航公司（Bristol Aerospace）的加拿大小衛星平台（SmallSat，也稱為MAC－200平台），三軸穩定控制方式，包括姿態確定與控制分系統，指令與數管分系統，電源分系統，推進分系統，遙控、遙測、通信分系統等。遙控遙測採用S頻段，上行速率4kbit/s，下行速率最高為4Mbit/s。數傳採用X頻段，數據率為2×150Mbit/s，星上數據存儲容量500Gbit（壽命末期）。

3有效載荷

RCM衛星載有C頻段合成孔徑雷達（SAR），「船舶自動識別系統」（AIS）作為次級有效載荷，可獨立或與SAR載荷結合使用。SAR載荷由天線、支撐結構、平台安裝部件等組成。SAR天線技術源於雷達衛星－2，天線展開後入射角為37.5°。RCM衛星具有低解析度模式、中解析度、高解析度、低雜訊、聚束、全極化等多種成像模式，最高解析度為1m×3m，RCM星座還具有單軌干涉測量（InSAR）能力。聚束模式適用於小區域高解析度成像，寬幅成像模式幅寬高達500km，適用於廣域監視。船隻探測模式幅寬350km，RCM每天可實現對距離加拿大海岸2000km的所有海域、長25m船隻的精確探測。RCM每星每軌平均成像時間15min，最長25min，連續成像時間12.5 min。

4加拿大雷達衛星指標對比

與雷達衛星－2相比，RCM衛星有很多改進，包括增加了AIS載荷，改進對船隻的探測和跟蹤能力；採用了新的緊湊極化模式；星座設計提高重訪能力，精確重訪時間從雷達衛星－2衛星的24天縮短到4天（星座）；數據獲取能力更強，據估計，加拿大政府每年大約使用25萬幅RCM圖像數據（是第一代雷達衛星的50倍以上）。但是，與雷達衛星－2不同，RCM數據並不對外商業銷售。

５地面段

６應用領域

1）海洋監測（海冰、海風、溢油、船舶）。對加拿大領海和附近海域實現平均每日覆蓋。

2）災害管理（減緩、預警、救援、重建）。能夠定期（每月至每周兩次）監測加拿大減災情況，評估風險並確定易受損害區域。

3）生態系統監測（農業、濕地、林業和海岸變化監測）。定期（特殊時期可實現每周數次）覆蓋加拿大陸地和內陸水域。

RCM星座可實現對給定目標的四天精確重訪（雷達衛星－1、2的精確重訪時間都是24天，RCM單星重複周期12天），利用InSAR模式可實現相干變化檢測（CCD）。利用干涉測量技術發現多幅圖像間的厘米級變化，有利於監測地面沉降、土地利用變化等微小運動。在多個成像模式下，RCM都可以實現平均每天全球重訪，滿足大多數應用要求（干涉變化檢測應用要求每周精確重訪1～2次）。

來源：國際太空

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