測繪美麗中國 軍用雷達脫下軍裝來幫忙
如果不是電影《路邊野餐》,很多人可能不會認識凱里這樣的城市。山林多、常年云霧覆蓋造成的地理測繪信息不足,讓西南很多美麗的地方“藏在深閨無人知”。
地理信息測繪主要使用光學設備,而云、貴、川、桂、粵等地區常年多云霧,傳統手段易受天氣影響,測繪時間窗口受限,測繪覆蓋率難以達到使用需求。SAR(合成孔徑雷達)成為更有效的測繪手段。
中國航天科工集團二院23所是我國一流雷達專業研究所。該所開展多年SAR研究工作,研制的毫米波段SAR代表著國內最高水平,產品曾榮獲國防科技進步一等獎。近年來,該所將SAR產品從軍用領域大力向民用測繪領域推廣,力求更清晰地看遍美麗中國。
讓SAR在民用市場大顯身手
SAR是一種高分辨率成像雷達,具有遠距離全天候成像、自動目標識別、機上處理等許多常規雷達不具有的能力。與光學設備相比,它不受天氣影響,白天黑夜都可以工作,對西南等傳統光學測圖困難地區,是較有效的測繪設備。近年來,我國已研制出多種型號的SAR系統。
2008年美國IBM公司提出“智慧地球”概念得到普遍認可,與測繪地理信息密切相關的各類裝備,尤其是SAR受到前所未有的關注。其在美國、歐洲應用最為廣泛。將SAR融入到測繪地理信息體系,也是我國地理信息行業發展的一大趨勢,但在當時,SAR技術在國內測繪市場中幾乎沒有涉及。
近年來,23所在軍民融合深入發展中,讓SAR不再是深不可測的軍工設備,而在民用市場領域發揮出重大作用。
軍用SAR系統設計強調無人化、抗干擾、抗截獲、低功耗、抗惡劣環境、遠探測距離和高可靠性。而民用測繪雷達對平臺的選擇更為靈活,可以搭載有人駕駛的通用航空平臺,同時更注重效率、低成本、操作便捷和業務推廣。23所研制團隊針對民用測繪具體對象,改進了軍用SAR系統的部分參數和功能,優化了民用相關部分關鍵技術指標,使其測繪數據更精細化、更符合用戶需求,對成本的控制也更利于大規模業務化推廣使用。
兩個月干完兩年的活兒
成都市西部山區是盆地至高山過渡地區,海拔變化劇烈、山勢陡峭、植被復雜,而且常年云霧繚繞,是典型的傳統光學測圖困難地區,全面的1:5000 比例尺圖像一直難以獲取。
2018年2月,由23所研制、國內首款可用于商業測繪的機載毫米波InSAR(采用干涉測量技術的合成孔徑雷達)系統,在這里上演了首秀。雷達團隊僅用一周時間完成了測繪,并快速出圖,讓國內測繪市場首次擁有了機載毫米波InSAR系統的測繪圖像。良好的效果廣受用戶好評。
貴州省面積達17萬多平方公里,如果用光學手段,每年測繪時間窗口只有一個月左右,完整測繪至少需要兩年。而使用機載毫米波InSAR系統,不足兩個月即可完成。
除了大范圍、快速觀測復雜地形環境,SAR還能通過對地面車轍、馬蹄印、人員活動等痕跡觀測,搜索、發現和定位涉恐人員、車輛和營地等目標,未來可為反恐活動提供數據服務。
2018年9月,23所機載毫米波InSAR系統在河南省完成了數據獲取飛行試驗,其成果作為測繪科學研究院制定測繪雷達驗收及質量檢驗相關標準所需樣例數據,將幫助我國形成類似雷達設備產品驗收和質量檢查的行業標準。
記者從該所了解到,無人機搭載SAR進行測繪將是未來主要方向。該所也在努力推動小型化、低成本SAR在市場競爭中脫穎而出。
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