地理國情監測中無人機機載SAR的應用分析

陳仕林 鄒敬文

摘要：我國局部地區受到地理位置和氣候條件的影響，獲取相關信息數據具有一定的困難，造成我國地理國情監測中采用以往光學成像的檢測措施對信息數據的獲取難以達到監測的實際需求。本文主要對地理國情監測中無人機載SAR的應用進行分析。

關鍵詞：地理國情監測;無人機機載SAR;應用分析

我國社會經濟發展迅速，科學技術不斷進步，逐漸凸顯出了地理國情信息數據的重要性。因此我們要加強地理國情監測措施的研究，獲取精準的信息數據，滿足新時期監測的實際需求。

1無人機機載SAR在地理國情監測中應用的重要性分析

地理國情監測在我國社會經濟發展中占有重要作用，有利于各級政府相關部門服務經濟更好的發展、提高突發事件的應對能力、滿足社會公共服務的實際需求。我國在地理國情監測的過程中采用航天航空遙感、全球導航衛星系統等相關先進技術措施，逐漸建立各個時期監測結果的檔案信息材料，獲取自然和人文地理要素信息，對獲取的信息進行全面綜合性的分析，同時進行實時發布和監測評估，形成各種監測數據和圖像、以及研究報告，對各種環境資源、生態等要素的空間布局、轉變規律進行有效反映，有效地保證了我國經濟發展，實現生態環境保護的持續發展[1]。

我國土地遼闊，部分地區具有比較獨特的地理位置和自然環境氣候條件，尤其在多云雨、大霧的區域采用以往的光學成像技術，難以獲取清晰準確的信息數據，導致我國地理國情監測工作開展的過程中，獲取高分辨率遙感數據具有較長的時間周期，同時增加了監測工作開展的實際成本，產生較多的監測工作難點，無法有效滿足監測數據應用中的有效性，不符合高分辨率成像檢測的實際要求。近些年以來，我國無人機技術發展迅速，在遙感測繪和應急救援等相關領域中進行廣泛應用，同時取得了顯著成績。無人機機載微波成像技術的發展，將微型高功能的合成雷達載荷當作主動式地觀測系統，對低耗能、高分辨率成像技術存在的重難點進行有效突破，實現了全天時、全天候的工作能力，能夠在不同波段和極化工作形式下，對地理國情監測地區獲取較高分辨率的雷達圖像，更加符合地理國情監測的實際應用要求，有效解決了地理國情局部地區獲取信息數據的難點問題，提供有利的新型技術手段作為工作質量和效率的支持保障。

2地理國情監測中無人機機載SAR的應用分析

2.1指標設定

我們對地理國情監測獲取影像信息數據的具體應用要求進行全面綜合性的分析，結合其實踐應用需求，對微型高性能合成雷達系統，進行科學合理的技術指導設定，需要對Mini SAR系統的整體適應性進行改造和安裝集成。相關工作人員可以選擇科學合理的搭載載荷無人機平臺，全面進行改造。另外，工作人員需要根據工作開展的實際情況和應用需求，選擇相應合適的試驗場地，有效地進行飛行作業開展，保證飛行作業正常順利開展。研究人員進行飛行作業的過程中需要無人機機載平臺的Mini SAR系統成像觀測信息數據進行重點研究，對Mini SAR系統獲取影像的實際距離向、方位向的分辨率進行全面詳細分析和判定，研究其分辨率是否能夠有效地得到0.5m的系統設計標準和要求，如Mini SAR系統設計指標中的最大成像分辨率是0.5m;最大作用距離是6000m;最大測繪帶寬是3000m;70W功耗;SAR系統總重量為5kg[2]。

2.2系統集成

相關研究人員對無人機任務載荷安裝艙進行適應性的設計，保證無人機安裝艙能有容納合成孔徑雷達設施，溶蝕將微型高性能SAR設施在任務載荷艙的頭部進行安裝，在無人機的機身右前方安裝天線，和水平面保持60度進行安裝工作，同時需要保證無人機在起架和落架過程中不會受到其他干涉的影響。無人機安裝的過程中，輕小型的無人機重心會受到微型SAR載荷設備、相配套天線安裝支架的影響。因此，需要采用三維數模進行測試，對無人機的重心比例進行嚴格的制定，保證具體比例數據的科學合理性，不會產生一定的誤差，同時對任務載荷安裝的實際方案進行進一步的全面優化，進而對無人機實際飛行作業的安全穩定性進行有效保證。我們對飛行各個平臺的適應性改裝進行詳細分析。

2.2.1電氣系統

Mini SAR系統不需要電氣系統提供電力，系統中帶有電源，能夠有效地對微型SAR載荷功耗提供電力，同時需要將航空標準接口作為電氣系統中的供電接口。Mini SAR任務載荷需要依照標準接口對用電接口設計。

2.2.2飛控系統分析

增強導航系統的改造，提升無人機飛控系統軟硬件的適應性。Mini SAR載荷機應用光纖捷聯慣導進行上部分組合導航設備，能夠有效地提供實際需求的姿態、各種方位等具體的測量信息數據。DPS采用組合導航設備，能夠實現雙天線GPS當作地面基站，為無人機提供定位基準，同時能夠有效提供高精度的姿態、線運動信息、角運動。

2.2.3測控、動力系統分析

無人機測控系統中的數據鏈，能夠有效符合遙測遙控和搭載光學視頻傳送的實際要求，同時能夠和微型SAR載荷實行電子干擾測驗，對無人機測控系統的安全作業進行有效的保障[3]。

無人機系統搭載微型SAR載荷，對其動力系統的起飛重量具有一定的要求，需要符合5kg的搭載標準。另外，無人機在飛行的過程中需要保持實際飛行姿態作業的穩定性，對Mini SAR載荷獲得高分辨率影像數據的質量和效率進行有效保證。

結束語：

我國無人機技術在不斷地完善，改進了無人機續航時間、載荷重量和飛行速度等相關技術，成為地理國情監測的重要監測手段。Mini SAR載荷能夠充分地發揮在地理國情監測中的應用效能，同時逐漸推進無人機機載SAR載荷的研究，向微小型、功耗低、分辨率高等技術方向進行不斷的改進和發展，實現不同種類無人機的成熟應用，解決地理國情監測中獲取數據的問題。

參考文獻

[1]潘爾仁. 淺論測繪新技術在地理國情監測中的應用[J]. 區域治理， 2018， 000（008）：246-246.

[2]王厚軍， 李明， 丁寧，等. 無人機機載MiniSAR在圍填海監測中的應用探索[J]. 測繪與空間地理信息， 2019， 42（03）：107-109+118.

[3]劉正堂， 程彥杰， 周文，等. 小型無人機載SAR在SAR干擾系統試驗中的應用[J]. 火力與指揮控制， 2019， 44（01）：174-178.

作者簡介：陳仕林（1999-4），性別：男，民族：漢，籍貫：四川綿陽，職務：學員，學歷：本科，單位：中國人民解放軍陸軍炮兵防空兵學院，研究方向：無人機作戰工程，單位所在省市：安徽合肥 230000

（中國人民解放軍陸軍炮兵防空兵學院?安徽?合肥?230000）