11月25日，长征二号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心，将四维高景二号03、04星送入太空，卫星随后准确进入太阳同步轨道。这一刻意义非凡，标志着我国在地形测绘、滑坡监测、城市沉降等应用场景的服务能力得到进一步提升。
双星协同给地球拍摄“立体照片”
相比四维高景二号01、02星，四维高景二号03、04星采用全新设计，指标更加先进、功能与应用更加多样、使用寿命更长。航天科技集团吴远波介绍，四维高景二号03、04星均由3个有效载荷分系统和7个平台分系统组成，其中最重要的有效载荷是相控阵合成孔径雷达，可以全天时、全天候工作，是地面观测载荷中的“劳模”载荷。
传统的合成孔径雷达（SAR）卫星通常只能提供地球表面的二维图像，就像从高空拍摄的平面照片。这些照片虽然能展示地表轮廓，但并不包含关于地表高度的详细信息。而四维高景二号03、04星通过双星协同工作，巧妙地利用雷达数据特有的相位信息，获取地表高程信息。
相位信息是一种特殊的数据，它记录了雷达波与地表相互作用时的细微变化。分析相位信息能够计算出地表的高程信息，就像2个人从不同视角观察同一物体，双星协同构建出地球的三维地形图。
“这就好比是给地球拍摄立体照，让我们了解地表的形态和高低变化。”吴远波表示，四维高景二号03、04星双星运行模式设计了干涉测绘（InSAR）、差分干涉测量（D-InSAR）和成像3种观测模式。在InSAR模式下，双星可进行绕飞编队控制，通过一发双收、双星同一时刻获取同一区域的雷达回波数据，通过干涉处理获得目标区域数字高程模型。
2颗卫星需要高精度协同工作才能实现全球高精度测绘，为此研制团队需要解决很多技术难题。比如先后攻克双星间的时间、空间和相位同步技术，实现双星协调一致的同步工作。同时还要通过高稳定天线相位中心保持技术、星地一体的高精度内定标监测标校技术、高精度星间基线测量技术等实现高精度测绘。
“2颗卫星需要在时间、空间和相位上保持同步，好比让两个人的眼睛同时看向同一个地方。”吴远波说，为实现双星同一时间对同一地点进行观测，高景二号卫星在国际上首次实现了星上自主协同控制，且控制方式简单、系统效能高，双星近距离编队安全性高，就像汽车自动驾驶一样，自主实现原本复杂的卫星协同控制。
“这些技术都经过了多次测试和验证，确保它们在实际应用中的可靠性。我们的卫星不仅能够提供更精确的地表监测数据，还能够更灵活、更高效地服务于各种应用场景。”航天科技集团方争表示。
单星成像监测地表“微小心跳”
与国内外的同类卫星相比，四维高景二号03、04星除了InSAR模式以外，还可以进行D-InSAR观测，灵活应用于不同场景。
吴远波指出，利用D-InSAR技术，2颗卫星可以在不同时间对同一地区进行多次“拍照”，通过比较地表的微小变化，获取由地面沉降或地震等原因引起的地表形变信息，为防灾减灾提供重要数据，尤其是在山体滑坡等地质灾害的预警中发挥关键作用。
为了使卫星在太空中能够精确地重复它们的飞行路径，四维高景二号03、04星实现了星上自主协同控制百米级严格回归轨道与亚米级绕飞编队构形。
“也就是说，卫星能在不同时间从几乎相同的视角观测同一地点，这对于确保观测的准确性和可比性至关重要，为地表变化监测提供了坚实的技术支持。”吴远波解释说。
近年来，卫星数据应用日益广泛，在自然资源、城市安全、应急管理和海洋海事等领域发挥了重要作用。方争指出，此次发射的2颗SAR卫星区别于光学遥感卫星，可以不受天气和光照条件的限制，全天时、全天候进行观测，且卫星微波信号具有一定的穿透能力，可获取土壤水分、海冰厚度等传统光学遥感手段较难获得的信息，能够为灾害应急、环境监测等提供连续、稳定的影像数据。
四维高景二号03、04星都安装了2副相控阵数传天线，可实现高速率对地传输，提升星上存储能力，既可以实现载荷数据实时下传，也可以根据需要事后传输。
“卫星载荷还采用了最新的第三代氮化镓组件，载荷工作效率提升25%，在能源不变的情况下，卫星工作的时间可以更长，获取的影像数据也会更多。”方争表示。
新一代商业遥感卫星系统步入高效协作阶段
2016年，航天科技集团中国四维成功发射并运营高景一号商业遥感卫星星座，开启了国产商业遥感卫星应用0.5米高分辨率时代，迈出了我国完全自主的遥感卫星商业化运营服务的第一步。
在此基础上，作为集团公司遥感卫星产业链链长，中国四维开始构建新一代商业遥感卫星系统，建成后将具备世界一流的地球数据信息获取能力和应急交付能力，形成全球任意点每天14次以上重访的高分辨率对地观测能力，实现“高分宽幅、手段丰富、时级响应、周级覆盖”的综合效能，以满足国土、测绘、海洋、环保、地震、应急等行业对空间高分辨率数据的需求。
2022年至2024年上半年，中国四维共计发射高分辨率光学、宽幅光学、雷达3型5颗卫星并投入商业化运营。方争表示，四维高景二号03、04星的成功发射，将实现“2＋1＋4”卫星组网运行，进一步提升国内领先的光SAR一体服务能力，标志着中国四维新一代商业遥感卫星系统步入高效协作阶段，也为中国四维新一代商业遥感卫星系统版图添上了浓墨重彩的一笔。
在激烈的市场竞争中，中国四维深刻地认识到，仅依托卫星的天基资源能力远远不够，必须充分运用系统化思维，发挥“中国四维新一代商业遥感卫星系统”最大系统协同与综合效能，根据不同行业和应用场景的需求，开发多样化的遥感应用产品和服务，真正实现从“建好”到“组好”再到“用好”的转变，持续抢占遥感应用市场新高地，以产品升级和服务模式升级带动产业升级。
方争表示，目前，中国四维在轨卫星已经搭载了星上智能处理终端，可以对用户感兴趣的目标和区域进行快速处理和提取。后续，卫星上将会配置更多星上智能终端，通过引入人工智能、大数据等新技术，实现单星智能、星座协同，构建快速、弹性服务体系，进一步优化服务流程，创新服务模式，以轻量化终端为界面，推动卫星服务向大众化、定制化、服务化转型。
（邓雨楠）
