12种卫星X波段SAR卫星简介

X波段SAR卫星简介及相关12种卫星

简介

SAR卫星是一种主动式微波遥感卫星,通过向地面发射电磁波并接收目标反射信号成像,可全天时全天候对地观测。常见的Sentinel-1是一颗C波段的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)卫星，TerraSAR-X是一颗X波段的SAR卫星。

其中X波段SAR卫星工作在2.4 ~3.75cm的波长。

雷达卫星波段示意图

X波段兼顾了对地观测的分辨率、穿透性、成像质量、重访周期等性能指标,在许多领域具有独特的应用优势。目前商业遥感领域主流高分辨率SAR卫星也多采用X波段，以及军事的SAR卫星也以X波段卫星为主。下面罗列的SAR卫星全部是X波段的SAR卫星。

TerraSAR-X

erraSAR-X是一颗由德国宇航中心(DLR)和EADS Astrium公司合作开发的X波段合成孔径雷达(SAR)成像卫星,于2007年6月15日发射,2008年1月开始运行。

TerraSAR-X的相关信息

TerraSAR-X卫星的详细信息表格如下：

项目	参数
发射日期	2007年6月15日
发射地点	俄罗斯拜科努尔航天发射场
轨道高度	514公里(在赤道上空)
轨道倾角	97.44度
重访周期	11天
升交点赤道通过时间	15:00±0.25h(当地时间)
设计寿命	5年
SAR天线	X波段有源相控阵,波长31mm,频率9.65GHz
成像模式	Spotlight模式:1m分辨率,10kmx5km成像区域 Stripmap模式:3m分辨率,30kmx50km成像区域 ScanSAR模式:16m分辨率,100kmx150km成像区域
极化方式	单极化、双极化、全极化
数据处理级别	SSC (Single Look Slant Range Complex) MGD (Multi Look Ground Range Detected) GEC (Geocoded Ellipsoid Corrected) EEC (Enhanced Ellipsoid Corrected)
孪生星	TanDEM-X (2010年6月21日发射)
孪生星座任务	生成全球高精度数字高程模型(DEM),垂直精度2m(相对)/10m(绝对),水平分辨率约12mx12m
地面段	由DLR下属机构负责,包括任务控制、数据接收处理、仪器定标等
科学应用	地形学、地质学、水文学、海洋学、地球表面形变等研究
商业应用	由Infoterra公司负责

下载方式：进入网站https://sss.terrasar-x.dlr.de/，填写相关信息表，等服务商反馈，数据免费。

Umbra卫星

Umbra是由私营公司NewSpace从2021年开始发射的X波段卫星，目前已有7颗卫星在轨（截止2024年），分辨率从 15厘米到25 厘米不等，目前该公司人数不到45人。

Umbra卫星

Umbra的示例数据可进入网站：https://linktr.ee/umbra.space，样例数据免费下载：

一些样本示例图如下：

5x5公里长宽，16厘米分辨率

Capella卫星

Capella卫星是一颗X波段的sar卫星，最高可提供 0.25 米方位角分辨率的高分辨率sar影像。由美国加州的私营公司Capella Space运营，第一颗卫星于 2018 年发射。截至 2024 年，已经发射了 13颗卫星，并计划再发射至少 5 颗。

Capella卫星

2021年Capella卫星的北京鸟巢sar影像

Capella 开放数据 SLC、GEO、GEC、SICD、SIDD、CPHD 场景，可以在亚马逊开发数据集中（网址：https://registry.opendata.aws/capella_opendata/）下载。

TecSAR

TecSAR是以色列航空航天工业公司 (IAI) 开发的一颗合成孔径雷达技术验证卫星。该卫星于2008年1月21日在印度的PSLV火箭上发射升空，现已稳定运行了15年以上。TecSAR卫星搭载的是X波段合成孔径雷达(SAR)。XSAR的工作频率为9.59GHz，对应波长约3.1cm，属于X波段雷达的频率范围(8-12GHz)。

项目	参数
国家	以色列
类型/应用	地球观测（雷达）
运营方	以色列国防军
制造商	以色列航空工业公司（IAI）
设备	X 波段合成孔径雷达（X-SAR）
卫星平台	TECSAR 卫星平台
推进系统	-
电力系统	2 个可展开的固定太阳能电池阵列，蓄电池
设计寿命	-
质量	260 公斤
幅宽	403 公里 × 581 公里，倾角 41º （#1 星） 384 公里 × 609 公里，倾角 140.95°（#2 星）

TecSAR卫星主要用于全天候高分辨率SAR成像，为以色列国防部提供军事侦察应用服务。其搭载的X波段SAR有四种成像模式，分辨率可达亚米级。

TecSAR卫星示意图

下载地址：暂无。TecSAR主要用于军事目的，其数传链路应该采用了加密措施，而且接收站的位置和数量未公开。目前该卫星主要由以色列国防军情报部门负责运营，极少向外界提供数据服务。

EROSAR

EROS C3是由以色列航空航天工业公司(IAI)制造的一颗高分辨率商用遥感卫星，基于IAI的Optsat 3000卫星平台。其发射重量约400公斤。

EROSAR卫星

主要特点如下:

由ImageSat International (ISI)公司运营,2017年12月ISI与IAI签订合同建造EROS C3卫星。
具有"超高空间分辨率和多光谱成像能力",属于ISI公司的EROS C系列卫星。
ISI计划最终组建由6颗军用级成像卫星组成的EROS NG星座,包括光学和合成孔径雷达(SAR)卫星。EROS C3及后续的EROS C系列卫星将成为该星座的主力。
能够为军事和情报机构提供完全保密的独立任务执行能力,不受外界干预或控制。
EROS C3于2022年12月30日在美国范登堡空军基地由SpaceX公司的Falcon 9火箭发射升空。

数据购买地址：https://www.imagesatintl.com/home/eros-ng/erosar/

SAR-Lupe

SAR-Lupe是德国的第一颗基于卫星的侦察系统，由OHB-System AG为德国国防部和联邦国防科技采购办公室开发。该项目由五颗相同的卫星组成，旨在为德国国防部队提供至少10年的高分辨率雷达成像。每颗卫星都配备了X波SAR仪器（XSAR），通过偏置SAR天线进行X射线波段的精细成像。该项目在内部和外部都进行了校准，以确保在工程验收阶段和常规工作阶段获得高质量的成像。

SAR-Lupe参数信息详见下表：

参数	取值
卫星数量	5颗
发射日期	2006-2008年
轨道高度	约500km
轨道倾斜度	98.2°
质量	约770kg
设计寿命	10年
分辨率	0.5米
波段	X波段
成像模式	stripmap和spotlight
数据下行	X波段加密下行
数据上行	S波段加密上行
卫星间链路	S波段数据产品传输链路
地面段	OHB-System AG，不莱梅
用户	德国国防部队
使命目标	提供高分辨率雷达成像，支持德国国防部队的情报作战

数据下载地址：军事卫星，不可下载。

SARah系列卫星

SARah(Satellite-based Radar Reconnaissance System)是德国空军的下一代合成孔径雷达卫星系统,用于取代现有的SAR-Lupe卫星系统。

SARah卫星示意图

主要特点如下:

由3颗卫星组成,其中2颗由OHB System AG公司制造,采用反射面天线技术;1颗由空客防务与航天公司制造,采用有源相控阵天线技术。
配套两个地面站,由OHB公司负责建设。
整个系统由OHB公司作为总承包商负责,空客公司是主要分包商。

主要参数:

参数	SARah-1	SARah-2/3
制造商	空客防务与航天	OHB System AG
重量	4000 kg	1800 kg
轨道	500 km太阳同步轨道,倾角98.4°	与SARah-1编队飞行
雷达技术	有源相控阵天线	反射面天线
平台	TerraSAR, TanDEM-X, PAZ改进型	SmartLEO平台
设计寿命	-	12年
发射日期	2022年6月18日	-
发射工具	SpaceX Falcon 9 Block 5	-

SARah卫星采用了目前最先进的雷达成像技术,通过两种不同但互补的技术路线,能够灵活快速的对地观测成像,提供昼夜全天候、高分辨率的雷达图像,为德国军方提供重要的战略侦察信息。

下载方式：无，属于军事卫星。

RISAT-2

ISAT-2是印度第一颗搭载SAR雷达的侦察卫星,大大提升了印度在灾害监测、环境与城市测绘等领域的卫星遥感能力。

RISAT-2卫星

它采用了多种成像模式,可实现米级到数十米不等的分辨率,是一颗性能先进的雷达遥感卫星。它的相关参数信息如下：

项目	内容
发射时间	2009年4月
卫星类型	X波段合成孔径雷达(SAR)侦察卫星
研制机构	印度空间研究组织(ISRO)
任务状态	已完成(2022年10月30日寿命终止)
测量领域	大气、陆地、冰雪
测量类别	植被、土壤水分、积雪覆盖及深度、大气风场
详细测量对象	植被覆盖、积雪覆盖、地表土壤水分、油污覆盖、植被冠层高度
载荷	X波段SAR (XSAR)
载荷类型	成像微波雷达
主要能力	具备全天候、高分辨率对地观测能力,可用于洪水制图、溢油检测、滑坡测绘等
观测模式	条带模式(3m分辨率)、宽幅扫描模式(8-20m)、聚束模式(<1m)、镶嵌模式(1.8m)
轨道	近圆轨道,高度548km,倾角41°,LTAN 6:00
平台	基于以色列TecSAR卫星优化的OptSat-2000平台
重量	300kg
设计寿命	5年
下行速率	X波段620Mbps

卫星效果示意图

下载地址：RISAT-2数据整体上是有偿使用的，也可申请买免费数据。下载和申请网址为：https://bhoonidhi.nrsc.gov.in/bhoonidhi/home.html

Paz

PAZ卫星(西班牙语意为"和平")由Hisdesat公司拥有和运营,于2018年2月22日发射。它搭载了一个高分辨率X波段合成孔径雷达(SAR)。PAZ与TerraSAR-X和TanDEM-X两颗卫星运行在相同的轨道上,三颗卫星一起组成了一个星座。

Paz卫星

PAZ卫星详细信息:

项目	内容
发射日期	2018年2月22日
任务状态	运行正常
轨道高度	514 km(赤道)
轨道类型	极地太阳同步轨道
每天轨道圈数	15 2/11
轨道周期	95分钟
轨道重复周期	11天
轨道倾角	97.44°
搭载传感器	X波段雷达

该卫星再所需的成像性能在多种模式下工作:

定点聚束模式(ST):单极化,4×4km,分辨率优于0.25m
高分辨率聚束模式(HS):单/双极化,5-10×5km,分辨率优于1m
聚束模式(SL):单/双极化,10×10km,分辨率优于2m
条带模式(SM):单/双极化,30×50km,分辨率优于3m
扫描模式(SC):单极化,100×150km,分辨率优于18m
宽扫描模式(WS):单极化,270×200km,分辨率优于40m

数据下载：欧空局为科研和应用开发,提供PAZ卫星的档案数据和新任务数据的使用权限,但需要提交项目申请并获得批准，申请网址为：https://earth.esa.int/eogateway/catalog/paz-full-archive-and-new-tasking

泰景四号01星

泰景4号具备条带和滑动聚束等工作模式，可提供优于1m分辨率的图像，是国内首个X波段的商业sar卫星，暂未查询到信息的参数信息。

下载地址：商业卫星，可向微纳星空咨询：https://www.minospace.cn/#/product/satellite-platforms

宏图PIESAT卫星

2023年3月30日在太原卫星发射中心成功发射的4颗高分辨率X波段合成孔径雷达卫星，是航天宏图“女娲星座”首发星，是全球首个采用四星车轮式（Cartwheel）编队构型的多星多基线分布式干涉合成孔径雷达卫星系统。该星座具备高精度测绘、高分宽幅成像及形变监测等能力。暂未查询到其他参数信息。

PIESAT 北京大兴国际机场卫星影像图（滑动聚束模式，分辨率0.5米）

下载地址：该卫星是商业卫星数据，购买地址（https://www.piesat.cn/）

ICEYE

ICEYE是要给SAR商业卫星星座,由芬兰的ICEYE公司运营，截至2023年6月,ICEYE星座已经发射了27颗X波段合成孔径雷达(SAR)卫星。

每颗ICEYE卫星都处于太阳同步轨道,名义地面重复周期为1-22天(取决于卫星),每天有15个成像轨道。每个轨道平面围绕地球错开,具有不同的升交点地方时(LTAN)和降交点地方时(LTDN)。这意味着整个星座能够在一天的不同时间观测同一位置,而不是传统的黎明-黄昏太阳同步轨道。

轨道参数	数值
名义高度	560-580 km
倾角	97.7°(太阳同步)
每天轨道数	15
地面重复周期	1-22天
星座在赤道平均重访时间	20小时
交叉点地方时	15:05, 14:04, 21:36, 22:30

影像展示

ICEYE卫星具有多种成像模式，相关信息如下：

成像模式	特点	地距分辨率	地距像元间距
Strip	成像一个与飞行方向平行的长条状区域	3 m	2.5 m
Spot	雷达波束聚焦照射一个固定点,提高分辨率	1 m	0.5 m
Scan	利用相控阵天线在俯仰方向形成多个波束扫描成像	优于 15 m	6 m
SLEA)	类似点目标模式,但通过侧视成像更大区域	1 m	0.5 m
Dwell	卫星长时间盯住同一位置成像,大幅提高分辨率	1 m	0.5 m