地理国情监测中无人机机载SAR的应用分析

陈仕林 邹敬文

摘要：我国局部地区受到地理位置和气候条件的影响，获取相关信息数据具有一定的困难，造成我国地理国情监测中采用以往光学成像的检测措施对信息数据的获取难以达到监测的实际需求。本文主要对地理国情监测中无人机载SAR的应用进行分析。

关键词：地理国情监测;无人机机载SAR;应用分析

我国社会经济发展迅速，科学技术不断进步，逐渐凸显出了地理国情信息数据的重要性。因此我们要加强地理国情监测措施的研究，获取精准的信息数据，满足新时期监测的实际需求。

1无人机机载SAR在地理国情监测中应用的重要性分析

地理国情监测在我国社会经济发展中占有重要作用，有利于各级政府相关部门服务经济更好的发展、提高突发事件的应对能力、满足社会公共服务的实际需求。我国在地理国情监测的过程中采用航天航空遥感、全球导航卫星系统等相关先进技术措施，逐渐建立各个时期监测结果的档案信息材料，获取自然和人文地理要素信息，对获取的信息进行全面综合性的分析，同时进行实时发布和监测评估，形成各种监测数据和图像、以及研究报告，对各种环境资源、生态等要素的空间布局、转变规律进行有效反映，有效地保证了我国经济发展，实现生态环境保护的持续发展[1]。

我国土地辽阔，部分地区具有比较独特的地理位置和自然环境气候条件，尤其在多云雨、大雾的区域采用以往的光学成像技术，难以获取清晰准确的信息数据，导致我国地理国情监测工作开展的过程中，获取高分辨率遥感数据具有较长的时间周期，同时增加了监测工作开展的实际成本，产生较多的监测工作难点，无法有效满足监测数据应用中的有效性，不符合高分辨率成像检测的实际要求。近些年以来，我国无人机技术发展迅速，在遥感测绘和应急救援等相关领域中进行广泛应用，同时取得了显著成绩。无人机机载微波成像技术的发展，将微型高功能的合成雷达载荷当作主动式地观测系统，对低耗能、高分辨率成像技术存在的重难点进行有效突破，实现了全天时、全天候的工作能力，能够在不同波段和极化工作形式下，对地理国情监测地区获取较高分辨率的雷达图像，更加符合地理国情监测的实际应用要求，有效解决了地理国情局部地区获取信息数据的难点问题，提供有利的新型技术手段作为工作质量和效率的支持保障。

2地理国情监测中无人机机载SAR的应用分析

2.1指标设定

我们对地理国情监测获取影像信息数据的具体应用要求进行全面综合性的分析，结合其实践应用需求，对微型高性能合成雷达系统，进行科学合理的技术指导设定，需要对Mini SAR系统的整体适应性进行改造和安装集成。相关工作人员可以选择科学合理的搭载载荷无人机平台，全面进行改造。另外，工作人员需要根据工作开展的实际情况和应用需求，选择相应合适的试验场地，有效地进行飞行作业开展，保证飞行作业正常顺利开展。研究人员进行飞行作业的过程中需要无人机机载平台的Mini SAR系统成像观测信息数据进行重点研究，对Mini SAR系统获取影像的实际距离向、方位向的分辨率进行全面详细分析和判定，研究其分辨率是否能够有效地得到0.5m的系统设计标准和要求，如Mini SAR系统设计指标中的最大成像分辨率是0.5m;最大作用距离是6000m;最大测绘带宽是3000m;70W功耗;SAR系统总重量为5kg[2]。

2.2系统集成

相关研究人员对无人机任务载荷安装舱进行适应性的设计，保证无人机安装舱能有容纳合成孔径雷达设施，溶蚀将微型高性能SAR设施在任务载荷舱的头部进行安装，在无人机的机身右前方安装天线，和水平面保持60度进行安装工作，同时需要保证无人机在起架和落架过程中不会受到其他干涉的影响。无人机安装的过程中，轻小型的无人机重心会受到微型SAR载荷设备、相配套天线安装支架的影响。因此，需要采用三维数模进行测试，对无人机的重心比例进行严格的制定，保证具体比例数据的科学合理性，不会产生一定的误差，同时对任务载荷安装的实际方案进行进一步的全面优化，进而对无人机实际飞行作业的安全稳定性进行有效保证。我们对飞行各个平台的适应性改装进行详细分析。

2.2.1电气系统

Mini SAR系统不需要电气系统提供电力，系统中带有电源，能够有效地对微型SAR载荷功耗提供电力，同时需要将航空标准接口作为电气系统中的供电接口。Mini SAR任务载荷需要依照标准接口对用电接口设计。

2.2.2飞控系统分析

增强导航系统的改造，提升无人机飞控系统软硬件的适应性。Mini SAR载荷机应用光纤捷联惯导进行上部分组合导航设备，能够有效地提供实际需求的姿态、各种方位等具体的测量信息数据。DPS采用组合导航设备，能够实现双天线GPS当作地面基站，为无人机提供定位基准，同时能够有效提供高精度的姿态、线运动信息、角运动。

2.2.3测控、动力系统分析

无人机测控系统中的数据链，能够有效符合遥测遥控和搭载光学视频传送的实际要求，同时能够和微型SAR载荷实行电子干扰测验，对无人机测控系统的安全作业进行有效的保障[3]。

无人机系统搭载微型SAR载荷，对其动力系统的起飞重量具有一定的要求，需要符合5kg的搭载标准。另外，无人机在飞行的过程中需要保持实际飞行姿态作业的稳定性，对Mini SAR载荷获得高分辨率影像数据的质量和效率进行有效保证。

结束语：

我国无人机技术在不断地完善，改进了无人机续航时间、载荷重量和飞行速度等相关技术，成为地理国情监测的重要监测手段。Mini SAR载荷能够充分地发挥在地理国情监测中的应用效能，同时逐渐推进无人机机载SAR载荷的研究，向微小型、功耗低、分辨率高等技术方向进行不断的改进和发展，实现不同种类无人机的成熟应用，解决地理国情监测中获取数据的问题。

参考文献

[1]潘尔仁. 浅论测绘新技术在地理国情监测中的应用[J]. 区域治理， 2018， 000（008）：246-246.

[2]王厚軍， 李明， 丁宁，等. 无人机机载MiniSAR在围填海监测中的应用探索[J]. 测绘与空间地理信息， 2019， 42（03）：107-109+118.

[3]刘正堂， 程彦杰， 周文，等. 小型无人机载SAR在SAR干扰系统试验中的应用[J]. 火力与指挥控制， 2019， 44（01）：174-178.

作者简介：陈仕林（1999-4），性别：男，民族：汉，籍贯：四川绵阳，职务：学员，学历：本科，单位：中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院，研究方向：无人机作战工程，单位所在省市：安徽合肥 230000

（中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院 安徽 合肥 230000）