简介：中国科学家在青海湖完成合成孔径激光雷达实验，100公里外实现毫米级成像，分辨率达2毫米（美国锁眼卫星10倍）。该技术突破光学衍射极限，未来可用于卫星监测空间碎片、城市地下管网测绘及国防目标识别，开启遥感观测新纪元。
在青海湖的北岸，中国科学院空天信息研究院的科研人员完成了一项令人惊叹的实验。他们所研发的合成孔径激光雷达系统，成功对101.8公里外南岸的反射棱镜阵列进行了观测。在最佳气象条件下，不仅能从100公里外拍摄出毫米级分辨率的图像，快速发现1.7毫米大小的细节，还把测量距离误差缩小到了15.6毫米。这就好比在上海，用普通望远镜就能清晰看到北京街头一枚硬币上的国徽纹路，如此高精度的成像能力，让世界为之震撼。
这项技术的原理十分巧妙。科研团队借助4×4微透镜阵列，把激光束分散开来，让系统的光学孔径从原本的17.2毫米一下子扩大到了68.8毫米。这一操作就如同给系统配备了一个“虚拟变焦外挂”，完美解决了孔径大小和视场之间的矛盾。在测距方面，采用了发射频率超过10千兆赫信号的激光模块，其频率是家用微波炉的20倍。而且，该激光模块还能保持窄色谱，就像用同一把极其精准的尺子去测量物体，从而实现了远程精确测量和水平细节检测的强大能力。
和美国的KH - 11“锁眼”侦察卫星相比，中国的这项技术优势明显。“锁眼”卫星在可见光波段下，地面分辨率大约只有10到15厘米。而中国的合成孔径激光雷达技术如果投入实际运用，在500公里的高度能够实现2毫米的分辨率，分辨率达到了“锁眼”的10倍以上。这就好像从只能看到汽车是轿车还是卡车，一下子升级到了能清楚识别车牌号码，这种跨越是革命性的。
目前，这项技术虽然还没有明确应用在卫星上的公开报道，但已经有相关研究项目在为未来的天基应用做准备。2023年，中国科学院空天信息创新研究院研究员汪丙南牵头的“激光合成孔径雷达成像理论与技术”项目，入选了中国科学院青年交叉团队。这个项目团队针对空间基础设施、空间环境监测对高分辨成像的迫切需求，开展天基激光合成孔径雷达成像理论与技术研究，目的就是提升中国天基传感器的空间观测能力。
中国在合成孔径雷达（SAR）技术的卫星应用方面已经取得了不少成果。像“宏图一号”商业遥感卫星，搭载了多基线干涉合成孔径雷达系统；陆地探测四号01星，是世界首颗地球同步轨道SAR卫星。不过，这些都只是传统的微波频段合成孔径雷达在卫星上的应用。而合成孔径激光雷达技术的突破，为中国在遥感领域开辟了一条全新的道路。
这项技术突破意义重大。它突破了光学口径衍射极限和SAR微波波长的局限，让系统带宽提升了1个数量级以上。在500公里高度实现2毫米的分辨率，能够精细地刻画地物结构，更准确地提取地物结构参数。在测绘领域，它具备高精度、大比例尺的测绘能力；在林业中，可以助力研究森林生长等规律；还能提升重点目标探测与解译能力，对国土测绘、国防安全有着重大的意义。同时，它把合成孔径技术从微波频段拓展到了光学频段，让中国在高分辨率对地观测领域掌握了新的先进技术，提升了在国际上的竞争力，为相关技术的发展奠定了坚实的基础。
展望未来，随着技术的不断成熟，合成孔径激光雷达有望广泛应用于星载平台。它可以对中低轨卫星、空间碎片等空间目标进行探测成像，在空间环境监测、空间攻防与对抗等领域发挥重要作用。而且，它还能与其他技术，如人工智能、大数据等相互融合，进一步提升数据处理和分析能力，为更多领域提供更全面、精准的解决方案。比如在智慧城市建设中，能为城市规划、资源管理等提供更强大的支持。未来，这项技术可能会在成像分辨率、观测视场、作用距离等方面取得进一步的突破，不断满足各领域对高分辨率成像的更高要求，推动相关产业的快速发展。
可以说，中国合成孔径激光雷达技术的突破，是中国在遥感领域的一次巨大飞跃。它不仅让我们对地球的观测更加清晰、精准，也为未来的太空探索和应用奠定了坚实的基础。相信在不久的将来，这项技术会给我们的生活带来更多的惊喜和改变。
