我国首颗能源工程安全监测SAR卫星“电建一号”发射成功

王茜   湖南日报·新湖南客户端   2026-05-15 15:01:12

湖南日报·新湖南客户端记者 王茜

北京时间2026年5月15日12时33分,我国首颗能源工程安全监测专用遥感卫星“电建一号”,在东风商业航天创新试验区搭乘力箭一号遥十三运载火箭点火升空。卫星顺利进入预定轨道,太阳翼与载荷天线成功展开,各项遥测参数正常,此次发射任务圆满成功。

“电建一号”卫星由中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司、中国地质大学(武汉)与天仪空间科技股份有限公司(以下简称“天仪空间”)联合研制,是国内首颗专门针对能源工程场景定制的X波段合成孔径雷达(SAR)卫星,填补了我国大型能源工程高精度天基监测领域的空白。

重塑能源工程安全监测:从“点状盲测”到“面状扫描”的全天候、高精度跨越

能源工程安全监测正经历一场“从地到天”的变革。长期以来,传统地面监测通常针对关键点位观测,易出现监测盲区。同时,这种方式高度依赖人工现场作业,在高寒荒漠、陡峭山地等复杂地形区域难以深入,且雨雪、云雾、黑夜等条件极易导致监测中断,覆盖范围与时效性都受到严重制约。尤其面对突发地质灾害或工程结构细微形变时,地面手段往往难以及时捕捉变化,无法为决策提供有效支持。

为解决传统手段“看不全、到不了、测不准”的行业痛点,“电建一号”卫星精准对接电力能源工程安全监测需求,首次将高精度、广覆盖、全天时全天候的太空感知能力系统性地引入能源基础设施安全运维体系。

“电建一号”卫星配套自研X波段SAR载荷,最高分辨率优于0.5米,最大成像幅宽240公里,支持聚束、条带、扫描、TOPS等多种成像模式,具备毫米级重轨InSAR干涉成像能力,可实现对全国范围内电力能源工程的面状扫描监测,消除监测盲区;无需人员亲临现场,即可覆盖人迹罕至的复杂区域,突破地形阻隔;不受气候与光线条件限制,可全天时全天候稳定工作。尤其在西南复杂山地、云雨多发区域等场景中,“电建一号”更能发挥全天时、全天候、高精度监测的独特优势,有效弥补传统手段在极端条件下的能力短板。

“电建一号”卫星可全面服务于电力能源工程安全监测,应用范围包括水电站库岸边坡及大坝、新能源场站、输电通道、火电基地、水利枢纽等重点设施,贯穿能源工程勘察施工、日常运营到地质灾害防控全生命周期。通过精准捕捉地质滑坡、毫米级形变等早期征兆,推动能源工程安全管理从“被动抢险”向“事前预警、精准防控”转变,为我国能源“大动脉”的全生命周期安全构筑太空数字防线,也为全球重大基础设施天地一体化监测提供了可复制的新路径。

核心技术突破:数字化载荷与高集成平台的双线跃升

“电建一号”卫星围绕能源工程安全监测“看得清、辨得明、跟得上”的核心目标,在SAR载荷与卫星平台两条技术主线上同步发力,实现了从“模拟”到“数字”、从“功能堆叠”到“系统融合”的双重跨越。在载荷侧,以“数字化体制”重新定义SAR成像的性能边界;在平台侧,以一体化智能架构重塑星上处理的工作范式。两项突破互为支撑、协同增效,共同构成“电建一号”卫星领先行业的技术底座。

“数字化体制”引领SAR卫星进入“软件定义”时代

“电建一号”卫星搭载国际首个两维多通道数字化商业SAR载荷,凭借24个数字化通道率先完成SAR核心技术从“模拟”到“数字”的跨越式升级。

传统模拟相控阵天线采用集中式馈电网络,所有阵元共享单一信号通路,波束形状与扫描方式由硬件固化,任务能力出厂即锁定。数字化体制的核心变革在于,每个天线子阵后均配置独立的数字收发通道,信号相位、幅度、波形可独立编程,“电建一号”卫星24个数字化通道相当于24个独立SAR载荷,可根据任务需求重构天线孔径、波束形状、发射波形等参数。

这一架构创新直接带来三个维度的突破:

动静兼收,同步捕捉多目标——实现一边拍照一边追踪移动目标,这是最大的质变。模拟体制下,静止成像和动目标检测需要两套系统、两颗卫星。多通道数字架构天然支持空时自适应处理,使卫星在对静止目标精细成像的同时,可同步完成地面运动目标检测与轨迹跟踪。

精细成像,高清与宽幅兼得——传统SAR卫星仅有一个通道,如同单只镜头观测地面,分辨率与幅宽相互制约。24个独立数字通道相当于24只镜头同步工作,每只镜头独立接收并处理信号,获取的信息量远超单通道体制,成像细节更加丰富锐利。更为关键的是,多通道数字化架构卫星可自由组合24个不同观测镜头,形成宽幅观测“视角”,在维持高分辨率的同时,根据目标区域特性灵活扩展覆盖范围,同规模单通道SAR卫星1m分辨率下成像幅宽只有十公里级,在特定应用场景下,“电建一号“卫星1m分辨下率成像幅宽可达百公里级,彻底打破“看得清、看不广”的两难困境。

智能“调参”,匹配不同观测目标——数字化SAR载荷开放式架构支持观测目标与星上地形、地物数据库的自主匹配,针对不同目标自动优化波束、波形、增益等参数,在“电建一号”卫星重点服务的云雨密集、山地起伏区域,以及海陆交界、密集城区等复杂场景下获得更高的信噪比,成像品质显著优于固定参数的模拟体制SAR载荷。

“传统SAR卫星的模拟相控阵天线,本质上是一个‘固定僵化’的系统——波束形状是固定的,波形参数也是固化的,只能对静止目标成像。这就像早期单镜头手机,拍什么、怎么拍,完全受限于那颗定焦镜头。”天仪空间CTO任维佳表示,“而‘电建一号’的数字化体制,核心是‘软件定义卫星’——每个天线子阵后面都配了独立的数字收发通道,信号的相位、幅度、波形全部可以动态编程。这就相当于单镜头手机进化成了多摄像头智能手机,卫星的能力不再由硬件约束,而是由软件决定。拍广角、拍长焦、拍慢动作,不是换镜头,而是换算法。”

从“模拟”到“数字”的代际跨越,“电建一号”重新定义了SAR卫星成像的性能边界,让SAR卫星从“出厂即定型”走向“在轨可定义”,开创了商业SAR数字化的新范式,巩固并扩大了我国在全球商业SAR遥感领域的技术领先优势。

“集成化架构”驱动卫星平台进入“智能融合”范式

“电建一号”卫星在系统架构上实现了从“功能堆叠”到“系统融合”的跨越。卫星彻底打破平台、SAR 载荷与智能处理载荷传统独立分置格局,创新引入工业级 VPX 标准总线,整合星务、姿控、能源、数传、测控、雷达处理及 AI 识别七大核心功能,摒弃多台单机分立布局,重构形成一体化共生架构,实现硬件平台、雷达载荷与智能算力深度融合,打造业界首创的星上智能综合体系。

依托这一架构,卫星具备在轨全自主闭环作业能力,从任务规划、雷达成像到目标识别,全程无需地面干预,业务响应速度从小时级压缩至分钟级;同时,所有计算与存储资源共享,三大核心单元互为冗余备份,任一模块故障均可由健康资源实时接管,形成相互兜底的系统级高可靠机制,彻底规避了“关键单机失效即整星失效”的风险;基于工业标准的模块化设计,更赋予这一智能体持续的进化能力,可通过板卡级硬件迭代实现整星性能的便捷升级。

“电建一号”以一体化、智能化、高可靠、可演进四大特性,为我国商业SAR卫星从“设备集成”走向“系统定义”提供了可复制、可迭代的标准化平台方案,也为未来大规模星座组网奠定了坚实的架构基础。

“电建一号”是天仪空间自主研制的第六颗SAR卫星,也是公司首颗X波段SAR卫星。该卫星X波段SAR载荷由天仪空间全自主研发,在国家部委与省级课题的支持下,公司投入大量研发力量,攻克了数字化SAR天线架构、芯片化TR组件高密度集成、天线结构功能一体化等核心技术,实现从核心元器件、关键单机到系统集成全链路自主可控。

“电建一号”的顺利入轨,标志着公司完成了从技术攻关到工程化在轨应用的关键跨越,也充分展现了天仪空间率先构建起的SAR卫星“造-管-用”全链条核心竞争力。依托这一全链条优势,公司统筹布局长沙、北京、绵阳、威海、无锡、蚌埠等多地产业节点,构建起覆盖卫星研制、SAR载荷量产、遥感数据应用的全链条产业格局,能够以更快的响应速度、更优的综合成本、更强的定制化能力服务行业用户,进一步巩固公司在国内商业SAR卫星遥感领域的领先地位。

应用场景全域拓展:从“电建一号”的单点突破到“千行百业”规模化应用

“电建一号”卫星的成功发射,将构建起天地一体的能源工程安全监测体系,有效弥补复杂地域条件下能源设施监测的短板,为国家能源基础设施安全管控提供可靠的天基支撑,推动电力能源工程安全监测实现数字化、智能化升级。

依托“电建一号”卫星,天仪空间将助力合作伙伴,聚焦电力能源工程安全,构筑天空地一体化监测体系,并持续迭代面向电建场景的标准化产品矩阵,提供覆盖流域级水电站、抽水蓄能电站及输配电网络的全链条安全监测服务。

未来,天仪空间将把在电建领域积累的卫星遥感能力转化为可复制、可推广的行业解决方案,加速融入城市安全、防灾减灾、自然资源、交通基建等各行各业,携手合作伙伴持续推进新一代SAR卫星星座布局建设,以星座能力支撑千行百业的常态化监测需求,面向全球提供高精度、高效率、高可靠的遥感数据与行业解决方案,为商业航天高质量发展和数字中国建设贡献力量。

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来源:湖南日报·新湖南客户端

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