科研团队利用相关设备拍摄的超高分辨率卫星示意图（资料照片）。 西安电子科技大学供图

“我们的成果，本质上是为运行在数万公里高空的SAR卫星装配上‘光学矫正镜片’。”9月11日，西安电子科技大学教授孙光才这样形容团队的突破性贡献，“它让卫星在任何运动状态和任何地域要求下都能‘看’得更清、‘看’得更准。”

这套名为“星载SAR多域仿射尺度变换成像理论”的核心技术，目前已成功应用于多颗国产SAR卫星，显著提升了我国卫星对地观测能力。

解决卫星“近视”“散光”难题

合成孔径雷达（SAR）卫星被学术界誉为能穿透云雨、无视昼夜限制的“天眼”。然而，当人类对卫星观测提出更高要求——追求更高的分辨率，或将卫星部署到数万公里高的轨道实现超大幅宽观测时，传统的卫星成像理论往往难以适配。

孙光才团队开启的这项研究，源于中国星载SAR发展的困境与西电雷达人的使命传承。

传统的星载SAR成像，基于雷达直线飞行和地表平坦的理想假设，就像用一套固定参数的眼镜看世界。当卫星轨道显著弯曲、地表呈现明显的球面曲率，或雷达信号带宽极大时，“眼镜”就失效了。失效的后果是图像出现模糊、扭曲、重影，边缘区域尤其严重。

早在30年前，中国科学院院士、西安电子科技大学教授保铮就点燃了这项研究的火种。20世纪90年代，这位“中国雷达泰斗”力排众议，在西安电子科技大学开辟了SAR研究方向。

“当时，我们连实验设备都没有，保先生带着我们推公式、建模型，就像在荒原上凿井。”电子工程学院教授邢孟道回忆。2000年，邢孟道创建SAR团队时，国内星载领域相关研究成果仍属空白。

2007年，孙光才师从邢孟道攻读博士。在邢孟道带领下，孙光才构建出能够精确刻画高轨卫星复杂运动轨迹的三维模型，找到了导致图像畸变的第一把钥匙。

更大的挑战在于信号的“心跳”。超高分辨率意味着巨大的信号带宽，卫星平台的高速运动也会让信号收发的过程充满动态变化。孙光才团队深入剖析卫星连续高速飞行与大带宽信号传播之间的时空耦合关系，精准刻画了由此产生的强非线性信号调制特性，为卫星的“听觉”系统绘制出精密的声谱图。

这是解锁超高分辨率成像奥秘的第二把钥匙。

模型精确了，“听觉”清晰了，还需要强大的“大脑”来处理这一切。

团队创新设计出如同“高清矫正镜”的成像处理方法，将因复杂运动和地形导致的“散焦”信号，统一、精确地“聚焦”还原，使得图像的边缘与中心同样清晰，彻底解决了困扰已久的卫星“近视”“散光”难题。

这套理论体系被同行专家评价称“显著提升了我国星载SAR成像处理能力，为高分辨率对地观测系统建设提供了关键核心技术支撑”。

在轨验证“中国方案”

理论的突破，最终需要在浩瀚星空中接受检验。

2020年底，一个紧急任务如巨石般压向团队——某关键型号卫星即将发射，团队研发的新技术需要在这颗卫星上验证。然而，由于项目高度敏感，团队在卫星发射前一刻才接到消息。

“12月28日，卫星如期发射。然而，我们那时连基本参数都还没有。”孙光才回忆，当时他在北京出差，闻讯立刻赶到调试现场。

接下来的日子，孙光才团队只能在地面的实验室等待卫星传回信号，紧急调试卫星图像收集设备。最初两周，调试进展极其艰难，传统方法完全失效，缺乏参考依据，就像在没有地图的荒原上寻找路径。

时间一天天过去，屏幕上依然没有任何图像。

“那种绝望感至今难忘。看着空荡荡的座位，我甚至怀疑自己的研究是不是走错了方向。”孙光才感慨。

决不服输！

机房当战场，数据流当冲锋号，孙光才和团队成员抓住每天允许调试的短暂时间，争分夺秒地分析、推演……饿了啃口面包，困了在椅子上眯一会儿。

转机出现在第三周。

经过无数次失败和微调，屏幕上终于跳出了期待已久的图像轮廓。

随着参数进一步优化，影像越来越清晰。最终，团队的理论和技术经受住了最严苛的在轨验证，并且性能在国际上显著领先。

那一刻，所有的疲惫、焦虑都化作了无声的激动。从理论雏形到太空实证，这条荆棘之路，他们走了十余年。

今年4月，该成果获得中国电子学会科学技术奖自然科学二等奖。

服务国计民生多个领域

孙光才团队的理论突破，迅速转化为服务国计民生的现实力量。

该技术目前已成功应用于多个国产星载SAR系统，持续服务于国土资源调查、环境监测、海洋观测等多个领域。不仅如此，该技术还走出国门，为其他国家和地区的救援提供了支撑。

在2022年四川泸定地震和2023年土耳其大地震等灾害中，搭载了该团队核心成像处理技术的“巢湖一号”“海丝一号”等SAR卫星，在短时间内成功获取了大量高质量的震区雷达影像，为灾情研判、次生灾害评估和救援指导提供了关键信息支撑，就像穿透云雾的“千里眼”，在守护生命财产安全中发挥了重要作用。

如今，站在新的起点，孙光才团队又把目光投向科技创新的最前沿。

“我们正致力于将星载SAR成像技术推向新的高度，探索三维成像等更丰富的信息获取手段，并积极研究与人工智能等新兴技术深度融合，进一步提升卫星对地观测的智能化水平和信息提取效率。”孙光才充满信心地说。

记者 郭诗梦 通讯员 王冠玉