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测绘美丽中国 军用雷达脱下军装来帮忙

如果不是电影《路边野餐》,很多人可能不会认识凯里这样的城市。山林多、常年云雾覆盖造成的地理测绘信息不足,让西南很多美丽的地方“藏在深闺无人知”。

地理信息测绘主要使用光学设备,而云、贵、川、桂、粤等地区常年多云雾,传统手段易受天气影响,测绘时间窗口受限,测绘覆盖率难以达到使用需求。SAR(合成孔径雷达)成为更有效的测绘手段。

中国航天科工集团二院23所是我国一流雷达专业研究所。该所开展多年SAR研究工作,研制的毫米波段SAR代表着国内最高水平,产品曾荣获国防科技进步一等奖。近年来,该所将SAR产品从军用领域大力向民用测绘领域推广,力求更清晰地看遍美丽中国。

让SAR在民用市场大显身手

SAR是一种高分辨率成像雷达,具有远距离全天候成像、自动目标识别、机上处理等许多常规雷达不具有的能力。与光学设备相比,它不受天气影响,白天黑夜都可以工作,对西南等传统光学测图困难地区,是较有效的测绘设备。近年来,我国已研制出多种型号的SAR系统。

2008年美国IBM公司提出“智慧地球”概念得到普遍认可,与测绘地理信息密切相关的各类装备,尤其是SAR受到前所未有的关注。其在美国、欧洲应用最为广泛。将SAR融入到测绘地理信息体系,也是我国地理信息行业发展的一大趋势,但在当时,SAR技术在国内测绘市场中几乎没有涉及。

近年来,23所在军民融合深入发展中,让SAR不再是深不可测的军工设备,而在民用市场领域发挥出重大作用。

军用SAR系统设计强调无人化、抗干扰、抗截获、低功耗、抗恶劣环境、远探测距离和高可靠性。而民用测绘雷达对平台的选择更为灵活,可以搭载有人驾驶的通用航空平台,同时更注重效率、低成本、操作便捷和业务推广。23所研制团队针对民用测绘具体对象,改进了军用SAR系统的部分参数和功能,优化了民用相关部分关键技术指标,使其测绘数据更精细化、更符合用户需求,对成本的控制也更利于大规模业务化推广使用。

两个月干完两年的活儿

成都市西部山区是盆地至高山过渡地区,海拔变化剧烈、山势陡峭、植被复杂,而且常年云雾缭绕,是典型的传统光学测图困难地区,全面的1:5000 比例尺图像一直难以获取。

2018年2月,由23所研制、国内首款可用于商业测绘的机载毫米波InSAR(采用干涉测量技术的合成孔径雷达)系统,在这里上演了首秀。雷达团队仅用一周时间完成了测绘,并快速出图,让国内测绘市场首次拥有了机载毫米波InSAR系统的测绘图像。良好的效果广受用户好评。

贵州省面积达17万多平方公里,如果用光学手段,每年测绘时间窗口只有一个月左右,完整测绘至少需要两年。而使用机载毫米波InSAR系统,不足两个月即可完成。

除了大范围、快速观测复杂地形环境,SAR还能通过对地面车辙、马蹄印、人员活动等痕迹观测,搜索、发现和定位涉恐人员、车辆和营地等目标,未来可为反恐活动提供数据服务。

2018年9月,23所机载毫米波InSAR系统在河南省完成了数据获取飞行试验,其成果作为测绘科学研究院制定测绘雷达验收及质量检验相关标准所需样例数据,将帮助我国形成类似雷达设备产品验收和质量检查的行业标准。

记者从该所了解到,无人机搭载SAR进行测绘将是未来主要方向。该所也在努力推动小型化、低成本SAR在市场竞争中脱颖而出。

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