1、HJ-1C
HJ-1C卫星为中国首颗S波段合成孔径雷达小卫星,搭载S波段的合成孔径雷达。SAR有效载荷具有两种工作模式(条带模式和扫描模式),采用6 m×2.8 m可折叠式网状抛物面天线。卫星入轨正常后,SAR天线正常展开,经过一定的预备工作后,进入测绘带成像工作模式。HJ-1C卫星SAR有效载荷参数如表1所示。
表1 HJ-1C卫星SAR有效载荷参数
项目 | 参数 |
工作频率 | 3 200 MHz |
侧视 | 正侧视 |
空间分辨率 | 5 m(单视)/20 m(距离向四视) |
成像带宽度 | 40 km(条带模式)/100 km(扫描模式) |
辐射分辨率 | 3 dB |
极化方式 | VV |
视角 | 25°~47° |
HJ-1C卫星采用降交点地方时为6:00 am的太阳同步轨道,其标称轨道参数如2所示。
表2 HJ-1C卫星标称轨道参数
项目 | 参数 |
轨道高度 | 499.26 km |
半长轴 | 6 870.230 km |
轨道倾角 | 97.367 1° |
轨道周期 | 94.454 0 min |
每天运行圈数 | 15+7/31 |
回归周期 | 31天 |
回归总圈数 | 472圈 |
降交点地方时 | 6:00 am |
轨道速度 | 7.617 km/s |
星下点速度 | 7.063 km/s |
2、高分三号
高分三(GF-3)号卫星作为高分专项中的唯一一颗SAR卫星,不仅具有传统SAR卫星在对地观测中的各种优势,针对不同的应用需求,还设计了多种成像模式,可以满足多行业业务应用的需要,对于我国替代国外高分辨率SAR数据进口具有重大意义,并具有显著的经济与社会效益等。
高分三号卫星具有全天候、全天时的对全球海洋进行高分辨率成像观测的能力,广泛应用于海洋动态监测和管理应用中。我国是海洋大国,管辖海域广阔,促进海洋经济发展,对形成国民经济新的增长点,实现全面建成小康社会目标具有重要意义。海洋经济发展的战略核心,主要包括海岛资源开发与保护、海岸带综合开发与管理、近海资源的开发和利用、滨海旅游资源的开发、海洋渔业资源的开发、海洋矿产资源和海水资源的综合开发及海上交通运输资源的开发等。在海洋资源开发与利用中,利用SAR卫星提供的数据为海洋资源调查、确定产业布局提供信息与技术服务;在海洋资源、生态环境保护中,运用SAR卫星动态监测和分析技术,可以为海洋环境监测、预警和评价、海洋防灾减灾提供支持。
除了在海洋方面的应用,星载SAR影像在陆地区域的应用也十分广泛。SAR卫星有两个特点:一是可以快速获取全球和全国的雷达卫星影像,二是可以快速获取多云多雨地区的雷达影像。在一些多云多雨地区,光学遥感影像受云雨等天气情况的影响,致使我国许多地区多年没有高分辨率影像。而微波遥感能够穿透云雾、雨雪,不受天气条件的限制,并且能够全天时、全天候工作,在光学遥感影像无法获取的情况下,利用雷达来替代光学遥感进行探测,就可以弥补由于光学遥感缺失而造成的地理信息缺失,有效利用雷达卫星与光学卫星相互补充,能够为掌握全国及全球基础地理信息资源提供更加可靠的数据。
高分三号与加拿大的Radarsat-2、德国的TerraSAR-X类似,可实现多模式工作。根据对测绘带宽和分辨率的不同需求,在条带、扫描、聚束、全球观测、波模式及扩展等12种具体工作模式之间切换,还可利用多极化通道接收回波,实现了多极化观测。高分三号观测模式如表3所示。
表3 高分三号观测模式
序号 | 工作模式 | 入射角 | 视数 | 分辨率/m | 成像带宽/km | 极化方式 | |||
标称 | 方位向 | 距离向 | 标称 | 范围 | |||||
1 | 聚束 | 20~50 | 1×1 | 1 | 1.0~1.5 | 0.9~2.5 | 10×10 | 10×10 | 可选单极化 |
2 | 超精细条带 | 20~50 | 1×1 | 3 | 3 | 2.5~5 | 30 | 30 | 可选单极化 |
3 | 精细条带1 | 19~50 | 1×1 | 5 | 5 | 4~6 | 50 | 50 | 可选双极化 |
序号 | 工作模式 | 入射角 | 视数 | 分辨率/m | 成像带宽/km | 极化方式 | ||||
标称 | 方位向 | 距离向 | 标称 | 范围 | ||||||
4 | 精细条带2 | 19~50 | 1×2 | 10 | 10 | 8~12 | 100 | 95~110 | 可选双极化 | |
5 | 标准条带 | 17~50 | 3×2 | 25 | 25 | 15~30 | 130 | 95~150 | 可选双极化 | |
6 | 窄幅扫描 | 17~50 | 2×3 | 50 | 50~60 | 30~60 | 300 | 300 | 可选双极化 | |
7 | 宽幅扫描 | 17~50 | 2×4 | 100 | 100 | 50~110 | 500 | 500 | 可选双极化 | |
8 | 全球观测模式 | 17~53 | 4×2 | 500 | 500 | 350~700 | 650 | 650 | 可选双极化 | |
9 | 全极化条带1 | 20~41 | 1×1 | 8 | 8 | 6~9 | 30 | 20~35 | 全极化 | |
10 | 全极化条带2 | 20~38 | 3×2 | 25 | 25 | 15~30 | 40 | 35~50 | 全极化 | |
11 | 波模式 | 20~41 | 1×2 | 10 | 10 | 8~12 | 5×5 | 5×5 | 全极化 | |
12 | 扩展 | 低入射角 | 10~20 | 3×2 | 25 | 25 | 15~30 | 130 | 120~150 | 可选双极化 |
高入射角 | 50~60 | 3×2 | 25 | 25 | 20~30 | 80 | 70~90 | 可选双极化 | ||
注1:模式3~7、模式11入射角为暂定
在单星多工作模式下,高分三号可以利用有限的资源来满足不同的用户需求。例如,在宽幅成像时,可利用宽幅扫描模式;而在对敏感区域进行观测时,可切换到聚束或滑动聚束模式实现高分辨率成像;若在大范围的观测区域需要首先寻找到敏感区域,而后再精细观测,则可利用条带与扫描的混合模式。
3、海丝一号
2020年12月22日,由中国电子科技集团公司第三十八研究所和天仪研究院联合研制的我国首颗商业SAR卫星“海丝一号”搭载长征八号运载火箭在文昌卫星发射中心成功发射。“海丝一号”历时1年完成研制,整星重量小于185 kg,成像最高分辨率1 m,可以全天候、全天时对陆地、海洋、海岸进行成像观测,具有轻小型、低成本、高分辨率的特点。“海丝一号”是我国首颗轻小型SAR卫星,是国际上首个C波段小卫星,可为海洋环境、灾害监测及国土调查等领域提供服务。“海丝一号”SAR卫星系统参数见表4,“海丝一号”SAR卫星性能指标见表5。
表4 “海丝一号”SAR卫星系统参数
参数 | 说明 | |
系统参数 | 频段 | C波段(5.4 GHz) |
雷达体制 | 二维有源相控阵体制 | |
极化方式 | VV | |
轨道参数 | 轨道类型 | 太阳同步圆轨道 |
轨道高度 | 512 km | |
轨道倾角 | 97.43° | |
表5 “海丝一号”SAR卫星性能指标
指标 | 聚束 | 滑聚 | 条带 | 扫描1 | 扫描2 |
地距分辨率/m | 1 | 2 | 3 | 12 | 20 |
方位分辨率/m | 1 | 2 | 3 | 12 | 20 |
成像幅宽/km(距离×方位) | 5×5 | 5×10 | 20×800 | 70×800 | 120×800 |
系统灵敏度/dB | ≤-20 | ≤-21 | ≤-22 | ≤-23 | ≤-23 |
模糊度/dB | ≤-20 | ≤-20 | ≤-20 | ≤-20 | ≤-20 |