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SAR数据介绍

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2024年2月20日发(作者:弭芮)

Zondy SAR数据介绍

本文对当前主要的SAR卫星和对应的数据做了一定的介绍,并且对当前平台上有的数据进行了一定的整理,不足之处希望修改。

Writer:Huang Xiaodong

Date:Jul-26-2010

Email:**************

ZONDY-SAR 2010

1

目录

ALOS ................................................................................................................................................ 4

卫星介绍 ................................................................................................................................... 4

数据格式 ................................................................................................................................... 5

主要用途 ................................................................................................................................... 6

官方网址 ................................................................................................................................... 6

现有数据 ................................................................................................................................... 6

ERS1/2 .............................................................................................................................................. 6

卫星介绍 ................................................................................................................................... 6

数据格式(CEOS) ................................................................................................................ 7

主要用途 ................................................................................................................................... 7

官方网站 ................................................................................................................................... 7

现有数据 ................................................................................................................................... 7

8

卫星介绍 ................................................................................................................................... 8

工作模式 ................................................................................................................................... 8

数据格式(CEOS) ................................................................................................................ 9

主要用途 ................................................................................................................................... 9

官方网站 ................................................................................................................................... 9

现有数据 ................................................................................................................................... 9

9

卫星介绍 ................................................................................................................................... 9

工作模式 ................................................................................................................................. 10

数据格式(*.tif) .................................................................................................................. 10

主要用途 ................................................................................................................................. 10

官方网站 ................................................................................................................................. 10

现有数据 ................................................................................................................................. 10

Envisat-1 ......................................................................................................................................... 11

卫星介绍 ................................................................................................................................. 11

ASAR工作模式 ..................................................................................................................... 11

ASAR产品介绍 ..................................................................................................................... 12

Level 0 产品................................................................................................................... 12

Level 1B产品 ................................................................................................................. 13

数据格式(*.N1) ................................................................................................................. 13

主要用途 ................................................................................................................................. 14

官方网站 ................................................................................................................................. 15

现有数据 ................................................................................................................................. 15

TerraSAR-X and TanDEM-X ......................................................................................................... 16

卫星介绍 ................................................................................................................................. 16

工作模式 ................................................................................................................................. 17

数据格式(SLC:*.cos;Other:*.tif) ...................................................................................... 17

主要用途 ................................................................................................................................. 18

ZONDY-SAR 2010

2

官方网站 ................................................................................................................................. 18

现有数据 ................................................................................................................................. 18

COSMO-SkyMed ........................................................................................................................... 19

卫星介绍 ................................................................................................................................. 19

成像模式 ................................................................................................................................. 20

数据格式(*.HDF5) ............................................................................................................ 20

主要用途 ................................................................................................................................. 20

官方网站 ................................................................................................................................. 20

现有数据 ................................................................................................................................. 21

JERS ................................................................................................................................................ 21

卫星介绍 ................................................................................................................................. 21

数据格式(CEOS) .............................................................................................................. 22

主要用途 ................................................................................................................................. 22

官方网站 ................................................................................................................................. 22

现有数据 ................................................................................................................................. 22

ZONDY-SAR 2010

3

ALOS

卫星介绍

PALSAR(Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) ,日本NASDA 机构于1993年开始了ALOS 卫星系统的概念性研究以及相应的遥感传感器制造和试验研究,直到2006

年1月24 日发射。

1 轨道 准太阳同步回归轨道

高度691.65km(赤道)

倾角:98.16 度

回归天数:46 天

1270MHz(L-band)

High Resolution

(高分辨率)

HH or VV

28MHz

9.9-50.8º

7.0-44.3m

5 bits

240 Mbps

40-70km

8.9m × 3.1m

数字

27us / 16us

1500 ~2500 Hz

32/16 MHz

负斜率(数字方式产生)

80个

18+5 (ScanSAR)

2kW

相控阵

500kg

600kg

右视

HH/HV or

VV/VH

14MHz

9.7-26.2º

14.0-88.6m

5 bits

SCANSRE

(扫描)

HH or VV

14,28MHz

18º-43º

5 bits

120 或240

Mbps

250-350km

全极化

HH+HV+VH+VV

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

中心频率

工作模式

带宽

入射角

距离向分辨率

数据量化

数据率

观测宽度

天线尺寸

数据处理方式

脉宽

PRF

采样频率

调频斜率

T/R 组件数目

波位数

峰值功率

天线类型

波束宽度

天线重量

SAR 重量

侧视方向

14MHZ

8º-30º

3或5 bits

240 Mbps

30km

100m(多视) 24.1-88.6m

ZONDY-SAR 2010

4

数据格式

主要有三种数据格式:CEOS(Committee on Earth Observation Satellites)

ALOS JAXA CEOS:LED-**.1__A, TRL-**.1__A VOL-**.1__A IMG-HH**.1__A

ALOS ERSDAC CEOS:**.dat **.lea **.tra **.vol **.meta **.nul

ALOS ERSDAC SLC:**.par **.SLC

产品级别

1.0

观测模式 极化类型 数据格式 数据类型 单像元数据大小

High

resolution

1 polarization

(HH/VV)

2 polarization

(HH+HV/VV+VH)

CEOS 8 bit

unsigned

integer

Polarimetry

ScanSAR

1.1 High

resolution

4 polarization

(HH+HV+VH+VV)

1 polarization

(HH/VV)

1 polarization

(HH/VV)

2 polarization

(HH+HV/VV+VH)

Vexcel

Standard

SLC

IEEE 32 bit

floating

point

I and Q channel → bit

unsigned integer 2 bytes in

total for single polarization 4

bytes in total for 2

polarizations 8 bytes in total

for 4 polarizations

Polarimetry

1.5 High

resolution

High

resolution

ScanSAR

3Scans

4 polarization

(HH+HV+VH+VV)

1 polarization

(HH/VV)

2 polarization

(HH+HV/VV+VH)

4 polarization

(HH+HV+VH+VV)

CEOS 16 bit

unsigned

integer

16 bit

integer(signed and

unsigned)

Real and imaginary parts of

complex number

8 bytes in total for single

polarization 16 bytes in total

for 2 polarizations 32 bytes in

total for 4 polarizations

2 bytes

4.1 CEOS

(Cross

product)

HH*HH*,HV*HV*,VV*VV*

→Real number Unsigned

integer (2 byte)

HH*HV*,HH*VV*,VV*HV*

→Complex number Real and

imaginary parts Signed

integer (2 byte) 8 bytes in

total for 2 polarizations 18

bytes in total for 4

polarizations

2 bytes 4.2 ScanSAR 3

scans

ScanSAR

3Scans

ScanSAR

3Scans

1 polarization

(HH/VV)

1 polarization

(HH/VV)

1 polarization

(HH/VV)

CEOS 16 bit

unsigned

integer

ZONDY-SAR 2010

5

主要用途

主要用于发展陆地探测技术,在测图、区域性观测、灾害监测、资源调查

官方网址

/index_

现有数据

JAXA CEOS数据格式

ALPSRP016410670 日本福冈市.L10(平台不支持),L11(含有相位信息), L15

ALPSRP037120700 日本富士山数据.包含:L11,L15数据

ALPSRS023482850日本新泻市,WB1_15数据

INSAR和DINSAR数据***(含有DEM数据,由博思科提供)

A0804802-004 广东省河源市L11

A0804802-012广东省河源市L11

A0804802-014广东省河源市L11

A0804802-006广东省河源市L11

A0804802-010广东省河源市L11

A0804802-018广东省河源市L11

ERSDAC SLC CEOS数据格式

日本濑户内海

L10C PASL144B

L150GCPASL154B

L150GR PASL154B

L410GCPASL411B

L410GRPASL411B

L420PASL424B

ERS1/2

卫星介绍

1991 年7 月以德国,英国,法国,意大利等12 个成员国组成的欧洲空间局(ESA)利用阿里

亚娜-4 火箭发射了欧洲的地球资源卫星ERS-1(European Remote Sensing Satellite),卫星采用法国SPOT-I 和SPOT-II 卫星用的MK-1 平台,装载了C 波段SAR,采用VV 极化天线,获得了30m空间分辨率和100km 观测带宽的高质量图像,这也是该组织第一次用星载SAR

ZONDY-SAR 2010

6

技术对地球进行大面积成像观测。

1995 年4 月21 日,欧空局发射了类似性能的ERS-2 卫星。目前,ERS-2 仍在在轨运行,至今已积累了11 年对地观测资料。

ERS 系列卫星是民用卫星,主要用途是对陆地、海洋、冰川、海岸线成象。

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

指标

轨道

频率

波长

极化

分辨率

入射角(视角)

测绘带

数据处理方式

PRF

脉宽

天线尺寸

峰值旁瓣比

模糊度

天线方位向波束宽度

天线距离向波束宽度

指向经度

峰值功率

ERS1/2

倾斜角:38 º

高度:259 公里

5.3GHz(C 波段)

0.56 米

VV

距离向:26.3 米

方位向:30 米

23 º(固定)

80.4 公里

数字

1640-1720 Hz

37.12 us

10米×1 米

方位向>20 dB; 距离向>18 dB

方位向>20 dB, 距离向>31 dB

N/A

4.8 º

方位向<1 km; 距离向<0.9 km

4800W

数据格式(CEOS)

主要用途

民用

官方网站

/ers

现有数据

ERS2数据

ZONDY-SAR 2010

7

North_Sumatra 印度尼西亚北苏门答腊数据

Radarsat 1

卫星介绍

RADARSAT卫星是加拿大于1995年11月4日发射的,它具有7种模式、25种波束,不同入射角,因而具有多种分辨率、不同幅宽和多种信息特征。

太阳同步轨道(晨昏)

轨道高度

倾角

运行周期

重复周期

每天轨道数

卫星过境的时间

重量

796公里

98.6度

100.7分钟

24天

14

当地时间约为早6点晚6点

2750kg

工作模式

分为单3.2.1 Single Beam Mode、ScanSAR Mode

工作模式

精细模式(5个波束位置)

标准模式(7个波束位置)

宽模式 (3个波束位置)

波束位置

F1- F5

S1- S7

W1-W3

入射角(度)

37---48

20---49

20---45

标称分辨率(米)

10

30

30

标称轴宽(公里)

50x50

100x100

150x150

窄幅ScanSAR (2个波SN1

束位置)

SN2

宽幅ScanSAR SW1

超高入射角模式(6个波束位置)

超低入射角模式

H1-H6

L1

20---40

31---46

20---49

49---59

10---23

50

50

100

25

35

300x300

300x300

500x500

75x75

170x170

ZONDY-SAR 2010

8

数据格式(CEOS)

Processing Level Product Type in

RADARSAT

Mnemonics

RAW

SLC

SGF

SGX

SCN

SCW

SSG

SPG

Product Type in RSI

Terminology

RAW signal data

Single Look Complex

Path Image

Path Image Plus

ScanSAR Narrow

ScanSAR Wide

Map Image

Precision Map Image

Product Level in

Network Station

Certification

Level 0

Level 1

Level 2

RAW (signal data)

Georeferenced data

(Satellite path oriented)

Geocoded data

(Map oriented)

主要用途

适用于全球环境和土地利用、自然资源监测等。

官方网站

现有数据

SGX数据

广东数据

Radarsat 2

卫星介绍

Radarsat-2 是由CAS(Canadian Space Agency)和MDA(MacDonald, Dettwiler and Associates

Ltd)联合出资开发的星载合成孔径雷达系统。Radarsat-2 是加拿大继Radarsat-1 之后的新一代商用合成孔径雷达卫星,于2007.12.14放射升空。

ZONDY-SAR 2010

9

工作模式

Radarsat-2 继承了Radarsat-1 所有的工作模式,并在原有的基础上增加了多极化成像,3 米分辨率超精细双边(dual-channel)成像和MODEX(Moving Object Detection Experiment)。Radarsat-2 与Radarsat-1 拥有相同的轨道,但是比Radarsat-1 滞后30 分钟,这是为了获得两星干涉数据。

数据格式(*.tif)

主要用途

官方网站

/

ftp://rsat2:****************.ca/ Demo set数据下载

现有数据

SLC数据

Flevoland_R2_FineQuad9_HH_VV_HV_VH_

<荷兰弗莱福兰>

SanFrancisco_R2_FineQuad9_HH_VV_HV_VH_

Vancouver_R2_FineQuad15_Frame1_

INSAR数据(未下载)

SGF数据

RS2_OK871_PK6636_DK3211_SCNA_20080422_143357_VV_VH_SGF

RS2_Myanmar_U14_20080510_HH_

<缅甸>

Vancouver_R2_ScanSAR Narrow_VV_VH_

Vancouver_RS2_Extended High1_HH_

Vancouver_RS2_Fine2__HH_HV_

Vancouver_RS2_ScanSAR Wide_HH_HV_

Vancouver_RS2_Wide2_HH_HV_

<温哥华>

ZONDY-SAR 2010

10

Envisat-1

卫星介绍

ENVISAT-1卫星是欧空局的对地观测卫星系列之一,于2002年3月1日发射升空。

ASAR(Advanced Synthetic Aperture Radar)工作在C波段,波长为5.6cm

发射时间

运载工具

发射重量

2002年3月1日(欧洲中部时间)

阿里亚纳5号火箭

8200公斤

有效载荷重量(仪器)

2050公斤

设计寿命

星上仪器数量

轨道

轨道倾角

单圈时间

重复周期

耗资

主要参与国家

5年 ~ 10年

10

太阳同步,极轨高度768公里

98°

101分钟

35天

大约20亿欧元

奥地利,比利时,加拿大,丹麦,法国,芬兰,德国,意大利,挪威,西班牙,瑞典,瑞士,荷兰和英国

ASAR工作模式

Image模式、Alternating Polarisation模式、Wide Swath模式、Global Monitoring模式、Wave模式

模式

IMAGE

(IM)

成像宽度

下行数据率

极化方式

最大100 km

100 Mbit/s

VV 或 HH

ALTERNATING

POLARISATION

(APM)

最大100 km

100 Mbit/s

VV / HH 或

VV / VH 或

HH / HV

分辨率

30m 30m 150m 1000m 10m

WIDE

SWATH

(WSM)

约400 km

100 Mbit/s

VV 或 HH

GLOBAL

MONITORING

(GMM)

约400 km

0.9 Mbit/s

VV 或 HH

WAVE

(WM)

5 km

0.9 Mbit/s

VV 或

HH

五种工作模式中,高数据率的三种,即Image模式、Alternating Polarisation模式和Wide Swath模式供国际地面站接收,低数据率的Global Monitoring模式和Wave模式仅供欧空局的地面 ZONDY-SAR 2010

11

站接收。中国遥感卫星地面站接收和处理Image模式、Alternating Polarisation模式和Wide

Swath模式。

Image模式生成与ERS SAR类似的约30米空间分辨率的图象。但与ERS SAR不同的是:

①在侧视10º至45º的范围内,提供7种不同入射角的成象

②以HH或VV极化方式成像。

成像位置代号 幅宽(公里) 与星下点的距离(公里)

IS1

IS2

IS3

IS4

IS5

IS6

IS7

105

105

82

88

64

70

56

187 - 292

242 - 347

337 - 419

412 - 500

490 - 555

550 - 620

615 - 671

入射角范围

15.0 - 22.9

19.2 - 26.7

26.0 - 31.4

31.0 - 36.3

35.8 - 39.4

39.1 - 42.8

42.5 - 45.2

Alternating Polarisation模式的图象与Image模式一样,具有约30米的空间分辨率的图象,以及同样IS1~IS7的7种不同入射角的成象位置。

但Alternating Polarisation模式提供同一地区的两种不同极化方式的图象,用户可根据需要从以下三中极化方式组合中选择一种。VV和HH、HH 和HV、VV 和VH

由于采用了特殊的数据处理技术,与Image模式相比,Alternating Polarisation模式图象辐射分辨率略有降低。

Wide Swath模式采用ScanSAR技术,可以提供更宽的成象条带。Wide Swath模式的成像幅宽是405公里,空间分辨率150米,可以HH或VV极化方式成像

ASAR产品介绍

Level 0 产品

Level 0 产品是经过处理系统重新格式化后,以时间为序的卫星数据。Level 0 产品中的数据为原始信号,不是图象。Level 0 产品是ENVISAT 产品中级别最低的产品。利用Level 0产品,我们可以处理出Level 1B及级别更高的产品。

工作模式 极化方式 Level 0产品代号

Image

Alternating Polarisation

Wide Swath

VV 或 HH

VV / HH

VV / VH

HH / HV

VV 或 HH

ASA_IM__0P

ASA_APH_0P

ASA_APV_0P

ASA_APC_0P

ASA_WS__0P

12 ZONDY-SAR 2010

Level 1B产品

原始数据及Level 0产品可以通过成像算法并利用标定数据生成Level 1B产品。Level 1B产品可以是单景产品或条带产品。单景产品是按 “景”定购,而条带产品则包含了整个数据段(segment)的图象,每个条带产品的最大时间可以达到10分钟。

根据欧空局的定义,所有Level 1B产品在存储时都是以时间增长为序的方式存储的,这使的下行轨道的图象为左右镜象,而上行轨道的图象为上下镜象。

Image模式、Alternating Polarisation模式

这两种模式的Level 1B产品分为三类:Precision Image、Single Look Complex Image和Medium Resolution。

Precision Image是多视、地距图象,产品象元尺寸为12.5米,适合于大多数的应用。

Single Look Complex (SLC)Image是单视复型产品,产品的象元尺寸由成象的模式决定,可被用于SAR图象质量评估、标定和干涉、或风/海浪应用。 在处理中较少对数据进行修正,以允许用户可以更自由地将数据处理为其它产品。

Medium Resolution是象元尺寸为75米的图象产品,产品的其它特性同Precision Image。

各类产品均在产品中提供了完整的标定参数。

Wide Swath模式

Wide Swath模式只提供象元尺寸为75米的Medium Resolution图象产品,在产品注解中也提供了完整的标定参数。

工作模式 Level 1B产品类别 Level 1B产品代号

Image

Alternating Polarisation

Wide Swath

Precision Image

Single Look Complex

Medium Resolution

Precision Image

Single Look Complex

Medium Resolution

Medium Resolution

ASA_IMP_1P

ASA_IMS_1P

ASA_IMM_1P

ASA_APP_1P

ASA_APS_1P

ASA_APM_1P

ASA_WSM_1P

数据格式(*.N1)

对于所有的ENVISAT产品,均含有以下的数据记录:

➢ Main Product Header(MPH)主产品头记录;

➢ Specific Product Header(SPH)产品细节头记录;

➢ Data set(DS)数据集。

MPH和SPH的内容只用ASCII码表示,它们有固定的大小和结构。(注意:对于不同产品, ZONDY-SAR 2010

13

SPH的大小和结构可能不同,但对同种产品的SPH,它们的大小和结构都是相同的。)

MPH和SPH表示内容时遵循下面的格式:

A keyword - value - terminator

1. Main Product Header(MPH)主产品头记录:

MPH具有固定的长度和格式,并且对于所有的ENVISAT产品都是相同的(固定的长度和格式)。在MPH中主要含有以下的信息:

• 产品标识(固有的、非固有的,处理阶段,对产品的相关描述)。

• 数据的接收、处理信息。

• 时间(开始、结束)。

• 地理位置(开始、结束)。

• 卫星轨道信息(相位、圈数、轨道号、状态向量等)。

• 产品信任数据(PCD)。

• 产品大小、结构信息。

• 校验码。

2.Specific Product Header(SPH)产品细节头记录

SPH是为每一个产品所定义的,它提供了该产品的附加信息。这些信息适用于整个产品,且这些信息是与处理相关联的。对于给定的一类产品,SPH的长度是固定的。SPH包含一个SPH的描述(ASCII字符,对产品的描述)和至少一个数据集描述DSD(Data Set

Descriptors)。SPH可以包含以下信息:

• 产品描述。

• 第一个及最后一个数据记录的时间及地理位置。

• 标定数据。

• 星载仪器模式数据。

• 特征文件的版本数。

• 特征查找表的版本数。

• 处理算法信息。

• 产品信任数据(PCD)。

• 注释。

• 数据集说明。

3.Data Set (DS)数据集

数据集记录就是卫星上的仪器传下来的科学测量数据。

主要用途

主要用于监测环境,即对地球表面和大气层进行连续的观测,供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。

ZONDY-SAR 2010

14

官方网站

/earth/www/area/?fareaid=6

/ 数据共享网站

现有数据

IM工作模式数据

ASA_IMP_1PNUPA20060202_062233__00435_20529_(VV)

<霍尔木兹海峡>

ASA_IMP_1PNBEI20060115_040558__00176_20270_1935_N1_

<西藏VV数据>

ASA_IMP_1PNBEI20050802_024352__00304_17893_1576_N1_(H)

<贵州HH数据>

ASA_IMP_1PNBEI20050807_143635__00383_17972_1579_N1_(H)

<宜昌HH数据>

ASA_IMP_1PNBEI20051117_032012__00333_19425_1858_N1_(H)

<四川甘孜VV数据>

ASAR_DS1_IM_(欧空局)(荷兰VV数据)

ASA_IMP_1PXPDE20020730_095910__00108_02166_0020.N1

ASA_IMM_1PXPDE20020730_095830__00108_02166_0066.N1

ASA_IMG_1PXPDE20020730_095910__00108_02166_0007.N1

ASA_IM__BPXPDE20020730_095830__00108_02166_0065.N1

ASAR_DS3_(欧空局)(荷兰VV数据)

ASA_IMS_1PXPDE20020730_095910__00108_02166_0010.N1

AP工作模式数据

ASA_APP_1PNBEI20040728_142153__00025_12604_3103.N1(中科院)

<南昌HH,VV数据>

ASA_APP_1PNBEI20051030_024147__00075_19167_2354_N1_

<内蒙古VV,HV数据>

ASAR_DS2_(欧空局)(HV,HH,德国德累斯顿)

ASA_APG_1PXPDE20020819_093043__00394_02452_0000.N1

ASAR_DS4_APM_APB_(欧空局)(安道尔国HV,HH)

ASA_APM_1PXPDE20020819_093008__00394_02452_0009.N1

ASA_AP__BPXPDE20020819_093008__00394_02452_0009.N1

ASAR_DS4_APP_(欧空局)(安道尔国HV,HH)

ASA_APP_1PXPDE20020819_093043__00394_02452_0004.N1

ASAR_DS5_(欧空局)(安道尔国HV,HH)

ASA_APS_1PXPDE20020819_093043__00394_02452_0000.N1

WS工作模式数据

ZONDY-SAR 2010

15

ASA_WSM_1PNDPA20050331_075939__00035_16121_

<非洲好望角VV>

ASAR_DS1_WS_(欧空局)(安道尔国VV数据)

ASA_WSM_1PXPDE20020714_100425__00380_01937_0053.N1

ASA_WS__BPXPDE20020714_100425__00380_01937_0053.N1

ASAR_WS_(西班牙VV数据)

ASA_WSM_1PXPDE20021117_104431__00180_03741_

ASA_WSM_1PXPDE20021117_104431__00180_03741_0009.N1

GM工作模式数据

ASAR_DS1_GM_(欧空局)(加拿大VV数据)

ASA_GM__BPXPDE20020317_170454__02644_00238_0009.N1

ASA_GM1_1PXPDE20020317_170454__02644_00238_0009.N1

WM工作模式数据

ASAR_DS1_WV_(欧空局)(未知)

ASA_WVW_2PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVS_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVI_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASAR_DS1_WV_(中科院)(未知)

ASA_WVW_2PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVS_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVI_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

TerraSAR-X and TanDEM-X

卫星介绍

TerraSAR-X是在Public_Private-Partnership(PPP)协议框架下,由德国联邦教育和研究部(BMBF)、德国航空航天局(DLR)、欧洲航空防务和航天公司下属的阿斯特留姆公司(EADS

Astrium GmbH)合作实施的雷达卫星,TerraSAR-X和TanDEM-X分别在2007.06.15和2010.06.21发射升空。

TerraSAR卫星参数表

轨道高度/km

轨道重复周期/d

极化方式

514.8

11

轨道倾角/(°)

轨道类型

97.44

太阳同步轨道

右视

有源相控阵天线

4.784×0.704×0.15

16

HH,VV,HV,VH 侧视方向

天线类型

天线尺寸/m

波长/cm(频率/GHz) 3.11(9.65)

方位向扫描角/(°)

0.75

ZONDY-SAR 2010

距离向扫描角/(°)

Chirp带宽/MHz

功率消耗/W

系统噪声/dB

ADC采样率/Hz

RAW数据特性

19.2

5~300

605

5.0

300,165,110

波束宽度/(°)

PRF/kHz

峰值输出功率/W

数据存储/Gbit

数据传输/Mbit·s-1

方位向:0.33,高度向:2.3

3.0~6.5

2260

256

300(X波段下行链路)

I&Q 8bit,BAQ压缩至4,3,2bit

工作模式

1) 聚束成像模式

聚束成像模式(Spotlight Mode)。主要特点是几何分辨率高、入射角可选、多种极化方式,能够适应市场需求,提供多种成像方式的雷达影像数据产品。其获取的数据产品加上精密轨道数据,可以用于重复轨道干涉测量,并获得观测目标区域的数字高程模型。

2) 条带扫描模式

条带成像模式(Stripmap Mode)。以入射角固定的波束沿飞行方向推扫成像,主要特点是几何分辨率高、覆盖范围较大、入射角可选。其数据产品加上精密轨道数据,也可以用于重复轨道干涉测量,并获得观测目标区域的数字高程模型。

3) 宽扫成像模式

宽扫成像模式(ScanSAR Mode)。天线(雷达波束)在成像时沿距离向扫描,使观测范围加宽,同时也将降低方位向分辨率。主要特点是中等几何分辨率、覆盖率高、能够平行获取多于4个扫描条带的影像、入射角可选、多种极化方式等。一周内TerraSAR-X[8]能够以16 m 的分辨率,在全球任何地方覆盖大于100000 km 的区域

数据格式(SLC:*.cos;Other:*.tif)

1) 单视斜距复数影像(Single Look Slant Range Complex,SSC)

这个产品是聚束雷达信号的基本单视产品,方位向上的像素是等距的(根据脉冲采样间隔PRI = 1/PRF,PRF脉冲采样频率),在斜距(根据斜距采样频率,RPF)方向上数据以复数的形式表示。每个影像像素被归一化到0多普勒坐标,这个规定是和标准的斜距产品相容的,与ERS-1/2,ENVISAT/ASAR,RADARSAT和X-SAR/SIRC。聚束产品被处理到0多普勒坐标系,像条带模式产品一样,带有一个人为的被选择的巨大的PRF值来保持整个的被处理的多普勒谱。然而,必须考虑多普勒中心随着方位的变化强烈的变化。SSC产品目的是用于需要全带宽和相位信息的科学应用。

2) 多视地距探测影(Multi Look Ground Range Detected ,MGD)

这个产品是一个包含较少噪声和地面单元为方形的多视产品,影像坐标通常以卫星的飞行方向和地面距离向作为方向。在方位向和距离向上像素大小相同。一个简单的多项斜距到地距的投影采用的是WGS84椭球和平均地面高程参数。

ZONDY-SAR 2010

17

这个产品的好处在于到地图坐标的转换避免了影像的旋转和内插。因此像素的定位精度要低于地理编码的产品。对于一个TS-XL1b产品,在这个产品中有一个粗略的网格。对于一景数据采用一个高程椭球决定时,这个网格坐标采用一个粗略的DEM来计算的。

3) 地理编码椭球校正影像(Geocoded Ellipsoid Corrected ,GEC)

GEC产品是一个多视探测产品,它被投影和重采样到WGS84参考椭球在假定平均地面高程。可用的网格格式是UTM和UPS,由于已经做了椭球校正,所以不用考虑DEM,像素的定位精度随着地形的变化而变化。对于有地形起伏引起的畸变不被校正,特别的在巨大的地形起伏和急剧的入射角的变化能显示出巨大的差别。

4) 增强型椭球校正(Enhanced Ellipsoid Corrected ,EEC)

类似于GEC产品,EEC是一个多视探测产品,它被投影和重采样到WGS84参考椭球,由于地形的高度变化引起的影像畸变可以采用外部DEM进行校正。可利用的网格格式要么是UTM要么是UPS,地形引起的畸变使用DEM进行校正。所以像素的定位具有很高的精度。这个精度仍然依赖于地形和DEM的精度还有入射角。

主要用途

官方网站

/

现有数据

SSC数据

2007-11-24_Bergen_SSC 挪威卑尔根

2007-12-15_Toronto_SSC 澳大利亚多伦多

INSAR数据

INSAR1_2008-03-10_GrandCanyon_SSC 美国大峡谷

INSAR2_2008-03-21_GrandCanyon_SSC

2009-02-12_Australia_Uluru1_HS300_ 澳大利亚Uluru

2009-02-23_Australia_Uluru2_HS300_

MGD数据

2007-12-15_Toronto_MGD-RE 澳大利亚多伦多

2007-12-15_Toronto_MGD-SE 澳大利亚多伦多

2008-02-04_Dresden_SM_MGD_RE 德国德累斯顿

2008-03-07-Tokio-HS-MGD-SE 日本东京

GEC数据

2007-12-15_Toronto_GEC-RE 澳大利亚多伦多

2007-12-15_Toronto_GEC-SE 澳大利亚多伦多

2008-02-01-Mississippi_Middle-SM-GEC-RE 美国密西西比河中部

2008-02-01-Mississippi_North-SM-GEC-RE 美国密西西比河北部

2008-02-01-Mississippi_South-SM-GEC-RE 美国密西西比河南部

ZONDY-SAR 2010

18

2008-03-11_Linchyi_GEC_SE 中国鄱阳湖

2008-03-12_BajaCalifornia_GEC_SE 美国下加利福尼亚

EEC数据

2007-11-24-Rome-SM-EEC-RE 罗马

2007-12-15_Toronto_EEC-RE 澳大利亚多伦多

2007-12-15_Toronto_EEC-SE 澳大利亚多伦多

2008-03-03-Colorado-SL-EEC-SE 美国科罗拉多州

COSMO-SkyMed

卫星介绍

COSMO-Skymed是意大利航天局和意大利国防部共同研发的高分辨率雷达卫星星座,由四颗分辨率高达1m的合成孔径雷达卫星组成。分别于2007.06.08、2007.12.09、2008.10.25、2010年发射

轨道

波段/频率

极化(可选

视角

测绘带宽

距离分辨率

方位分辨率

天线

619.6 公里,倾角97.86°,太阳同步轨道周期16天,每天14.8125圈

X波段/9.65GHz

HH,VV

25°~51°

窄观测带:30 公里;宽观测带:400 公里

窄观测带:3 米;宽观测带:100 米

窄观测带:3 米;宽观测带:100 米

天线的设计,采用配分射频功率放大与中频功率相移器结合,使波束可以在俯仰平面实现一维可调。天线由铝基碳纤维增强塑料制作,成带槽状波导,波束形成网络。三个固定仰角波束宽度,可以相互转换,保证星下点侧视范围在20°~ 55°之间

6米×1.2 米

300MHz

3000Hz

300 瓦

3.2 千瓦

6:3

约200Mbps

X频段

1.2 千瓦

200 公斤

天线尺寸

带宽

脉冲重复频率

平均功率

峰值功率

数据压缩比

数据率

下行数据通道

功耗

重量

ZONDY-SAR 2010

19

成像模式

Spotlight模式、Stripmap模式、ScanSAR模式

Two polarization

One polarization mode upon choice - HH, VV, HV, or

VH

Mode:

Spotlight or

Frame

Nominal

spatial

resolution:

Csene size:

modes upon choice

- HH, VV, HV, or

VH

HIMAGE WideRegion

or

Stripmap

3-15 m

40 km

or

ScanSAR

30 m

Huge

Region or

ScanSAR

100 m

Ping Pong or

Stripmap

1 m

10 km x 10

km

15 m

100 km 200 km 30 km

数据格式(*.HDF5)

标准产品

Level 0 RAW RAW

Level 1A SSC

Level 1B DGM

Level 1C GEC

Level 1D GTC

Single-look Complex Slant product

Detected Ground Multi-look product

Geocoded product

Geocoded product

主要用途

作为全球第一个分辨率高达1m的雷达卫星星座,COSMO-Skymed系统将以全天候全天时对地观测的能力、卫星星座特有的高重访周期以及高达1m的分辨率为资源环境监测、灾害监测、海事管理及科学应用等相关领域的探索开辟更为广阔的道路

官方网站

/en/

ZONDY-SAR 2010

20

现有数据

SCS数据

INSAR数据(成都地区)

CSKS1_SCS_B_HI_16_HH_RA_SF_24_21.h5_SCS_B_MC_333132.h5

CSKS1_SCS_B_HI_16_HH_RA_SF_26_23.h5_SCS_B_MC_334373.h5

GEC数据

(苏州地区)

CSKS1_GEC_B_PP_15_CO_RD_SF_26_22.h5_GEC_B_MC_282514.h5

(杭州地区)

CSKS1_GEC_B_HI_0A_HH_RD_SF_21_27.h5_GEC_B_MC_197499.h5

JERS

卫星介绍

JERS-1 (Fuyo-1) 是由NASDA/MITI/STA [NASDA-National Space Development Agency

(Japan),日本航天发展局/MITI-Ministry of International Trade and Industry (Japan),日本国际工业贸易部,/STA-Science and Technology Agency (Japan),日本科技部]这三家共同负责完成的一个雷达卫星项目。NASDA/STA 负责卫星平台,MITI 负责载荷。该卫星载有两个完全匹配的对地观测载荷:有源SAR 和无源多光谱成像仪。

JERS-1 卫星于1992 年2 月11 日在Tanegashima 空间中心被发射升空。1998 年10 月11 日

JERS-1 发生故障(很可能是姿态控制系统故障),使得该卫星终止了寿命。因此总工JERS-1

总共在轨工作了6 年半。(设计寿命是两年)

序号

1

2

3

4

5

6

指标

轨道

频率

波长

极化

卫星重量

分辨率

ZONDY-SAR 2010

Jers-1

倾斜角:98 º

高度:570 公里

1.275GHz(L 波段)

0.235 米

HH

1400kg

距离向:18 米

21

方位向:18 米(3 视)

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

入射角(视角)

测绘带

带宽

数据处理方式

PRF

脉宽

天线类型

天线尺寸

天线增益

天线方位向波束宽度

天线距离向波束宽度

波束操控方式

收发方式

峰值功率

数据量化

数据率

35.21 º

75公里

15MHz

数字

1505.8 - 1606.0 Hz

35 us

Array of 1024 microstrip radiation elements

11.9 米×2.2 米

33.5dB

N/A

N/A

N/A

N/A

1100W~1500W

3bits

60 Mbit/s

数据格式(CEOS)

主要用途

用于国土调查、农林渔业、环境保护、灾害监测

官方网站

/JERS-1/en/

现有数据

ZONDY-SAR 2010

22

2024年2月20日发(作者:弭芮)

Zondy SAR数据介绍

本文对当前主要的SAR卫星和对应的数据做了一定的介绍,并且对当前平台上有的数据进行了一定的整理,不足之处希望修改。

Writer:Huang Xiaodong

Date:Jul-26-2010

Email:**************

ZONDY-SAR 2010

1

目录

ALOS ................................................................................................................................................ 4

卫星介绍 ................................................................................................................................... 4

数据格式 ................................................................................................................................... 5

主要用途 ................................................................................................................................... 6

官方网址 ................................................................................................................................... 6

现有数据 ................................................................................................................................... 6

ERS1/2 .............................................................................................................................................. 6

卫星介绍 ................................................................................................................................... 6

数据格式(CEOS) ................................................................................................................ 7

主要用途 ................................................................................................................................... 7

官方网站 ................................................................................................................................... 7

现有数据 ................................................................................................................................... 7

8

卫星介绍 ................................................................................................................................... 8

工作模式 ................................................................................................................................... 8

数据格式(CEOS) ................................................................................................................ 9

主要用途 ................................................................................................................................... 9

官方网站 ................................................................................................................................... 9

现有数据 ................................................................................................................................... 9

9

卫星介绍 ................................................................................................................................... 9

工作模式 ................................................................................................................................. 10

数据格式(*.tif) .................................................................................................................. 10

主要用途 ................................................................................................................................. 10

官方网站 ................................................................................................................................. 10

现有数据 ................................................................................................................................. 10

Envisat-1 ......................................................................................................................................... 11

卫星介绍 ................................................................................................................................. 11

ASAR工作模式 ..................................................................................................................... 11

ASAR产品介绍 ..................................................................................................................... 12

Level 0 产品................................................................................................................... 12

Level 1B产品 ................................................................................................................. 13

数据格式(*.N1) ................................................................................................................. 13

主要用途 ................................................................................................................................. 14

官方网站 ................................................................................................................................. 15

现有数据 ................................................................................................................................. 15

TerraSAR-X and TanDEM-X ......................................................................................................... 16

卫星介绍 ................................................................................................................................. 16

工作模式 ................................................................................................................................. 17

数据格式(SLC:*.cos;Other:*.tif) ...................................................................................... 17

主要用途 ................................................................................................................................. 18

ZONDY-SAR 2010

2

官方网站 ................................................................................................................................. 18

现有数据 ................................................................................................................................. 18

COSMO-SkyMed ........................................................................................................................... 19

卫星介绍 ................................................................................................................................. 19

成像模式 ................................................................................................................................. 20

数据格式(*.HDF5) ............................................................................................................ 20

主要用途 ................................................................................................................................. 20

官方网站 ................................................................................................................................. 20

现有数据 ................................................................................................................................. 21

JERS ................................................................................................................................................ 21

卫星介绍 ................................................................................................................................. 21

数据格式(CEOS) .............................................................................................................. 22

主要用途 ................................................................................................................................. 22

官方网站 ................................................................................................................................. 22

现有数据 ................................................................................................................................. 22

ZONDY-SAR 2010

3

ALOS

卫星介绍

PALSAR(Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) ,日本NASDA 机构于1993年开始了ALOS 卫星系统的概念性研究以及相应的遥感传感器制造和试验研究,直到2006

年1月24 日发射。

1 轨道 准太阳同步回归轨道

高度691.65km(赤道)

倾角:98.16 度

回归天数:46 天

1270MHz(L-band)

High Resolution

(高分辨率)

HH or VV

28MHz

9.9-50.8º

7.0-44.3m

5 bits

240 Mbps

40-70km

8.9m × 3.1m

数字

27us / 16us

1500 ~2500 Hz

32/16 MHz

负斜率(数字方式产生)

80个

18+5 (ScanSAR)

2kW

相控阵

500kg

600kg

右视

HH/HV or

VV/VH

14MHz

9.7-26.2º

14.0-88.6m

5 bits

SCANSRE

(扫描)

HH or VV

14,28MHz

18º-43º

5 bits

120 或240

Mbps

250-350km

全极化

HH+HV+VH+VV

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

中心频率

工作模式

带宽

入射角

距离向分辨率

数据量化

数据率

观测宽度

天线尺寸

数据处理方式

脉宽

PRF

采样频率

调频斜率

T/R 组件数目

波位数

峰值功率

天线类型

波束宽度

天线重量

SAR 重量

侧视方向

14MHZ

8º-30º

3或5 bits

240 Mbps

30km

100m(多视) 24.1-88.6m

ZONDY-SAR 2010

4

数据格式

主要有三种数据格式:CEOS(Committee on Earth Observation Satellites)

ALOS JAXA CEOS:LED-**.1__A, TRL-**.1__A VOL-**.1__A IMG-HH**.1__A

ALOS ERSDAC CEOS:**.dat **.lea **.tra **.vol **.meta **.nul

ALOS ERSDAC SLC:**.par **.SLC

产品级别

1.0

观测模式 极化类型 数据格式 数据类型 单像元数据大小

High

resolution

1 polarization

(HH/VV)

2 polarization

(HH+HV/VV+VH)

CEOS 8 bit

unsigned

integer

Polarimetry

ScanSAR

1.1 High

resolution

4 polarization

(HH+HV+VH+VV)

1 polarization

(HH/VV)

1 polarization

(HH/VV)

2 polarization

(HH+HV/VV+VH)

Vexcel

Standard

SLC

IEEE 32 bit

floating

point

I and Q channel → bit

unsigned integer 2 bytes in

total for single polarization 4

bytes in total for 2

polarizations 8 bytes in total

for 4 polarizations

Polarimetry

1.5 High

resolution

High

resolution

ScanSAR

3Scans

4 polarization

(HH+HV+VH+VV)

1 polarization

(HH/VV)

2 polarization

(HH+HV/VV+VH)

4 polarization

(HH+HV+VH+VV)

CEOS 16 bit

unsigned

integer

16 bit

integer(signed and

unsigned)

Real and imaginary parts of

complex number

8 bytes in total for single

polarization 16 bytes in total

for 2 polarizations 32 bytes in

total for 4 polarizations

2 bytes

4.1 CEOS

(Cross

product)

HH*HH*,HV*HV*,VV*VV*

→Real number Unsigned

integer (2 byte)

HH*HV*,HH*VV*,VV*HV*

→Complex number Real and

imaginary parts Signed

integer (2 byte) 8 bytes in

total for 2 polarizations 18

bytes in total for 4

polarizations

2 bytes 4.2 ScanSAR 3

scans

ScanSAR

3Scans

ScanSAR

3Scans

1 polarization

(HH/VV)

1 polarization

(HH/VV)

1 polarization

(HH/VV)

CEOS 16 bit

unsigned

integer

ZONDY-SAR 2010

5

主要用途

主要用于发展陆地探测技术,在测图、区域性观测、灾害监测、资源调查

官方网址

/index_

现有数据

JAXA CEOS数据格式

ALPSRP016410670 日本福冈市.L10(平台不支持),L11(含有相位信息), L15

ALPSRP037120700 日本富士山数据.包含:L11,L15数据

ALPSRS023482850日本新泻市,WB1_15数据

INSAR和DINSAR数据***(含有DEM数据,由博思科提供)

A0804802-004 广东省河源市L11

A0804802-012广东省河源市L11

A0804802-014广东省河源市L11

A0804802-006广东省河源市L11

A0804802-010广东省河源市L11

A0804802-018广东省河源市L11

ERSDAC SLC CEOS数据格式

日本濑户内海

L10C PASL144B

L150GCPASL154B

L150GR PASL154B

L410GCPASL411B

L410GRPASL411B

L420PASL424B

ERS1/2

卫星介绍

1991 年7 月以德国,英国,法国,意大利等12 个成员国组成的欧洲空间局(ESA)利用阿里

亚娜-4 火箭发射了欧洲的地球资源卫星ERS-1(European Remote Sensing Satellite),卫星采用法国SPOT-I 和SPOT-II 卫星用的MK-1 平台,装载了C 波段SAR,采用VV 极化天线,获得了30m空间分辨率和100km 观测带宽的高质量图像,这也是该组织第一次用星载SAR

ZONDY-SAR 2010

6

技术对地球进行大面积成像观测。

1995 年4 月21 日,欧空局发射了类似性能的ERS-2 卫星。目前,ERS-2 仍在在轨运行,至今已积累了11 年对地观测资料。

ERS 系列卫星是民用卫星,主要用途是对陆地、海洋、冰川、海岸线成象。

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

指标

轨道

频率

波长

极化

分辨率

入射角(视角)

测绘带

数据处理方式

PRF

脉宽

天线尺寸

峰值旁瓣比

模糊度

天线方位向波束宽度

天线距离向波束宽度

指向经度

峰值功率

ERS1/2

倾斜角:38 º

高度:259 公里

5.3GHz(C 波段)

0.56 米

VV

距离向:26.3 米

方位向:30 米

23 º(固定)

80.4 公里

数字

1640-1720 Hz

37.12 us

10米×1 米

方位向>20 dB; 距离向>18 dB

方位向>20 dB, 距离向>31 dB

N/A

4.8 º

方位向<1 km; 距离向<0.9 km

4800W

数据格式(CEOS)

主要用途

民用

官方网站

/ers

现有数据

ERS2数据

ZONDY-SAR 2010

7

North_Sumatra 印度尼西亚北苏门答腊数据

Radarsat 1

卫星介绍

RADARSAT卫星是加拿大于1995年11月4日发射的,它具有7种模式、25种波束,不同入射角,因而具有多种分辨率、不同幅宽和多种信息特征。

太阳同步轨道(晨昏)

轨道高度

倾角

运行周期

重复周期

每天轨道数

卫星过境的时间

重量

796公里

98.6度

100.7分钟

24天

14

当地时间约为早6点晚6点

2750kg

工作模式

分为单3.2.1 Single Beam Mode、ScanSAR Mode

工作模式

精细模式(5个波束位置)

标准模式(7个波束位置)

宽模式 (3个波束位置)

波束位置

F1- F5

S1- S7

W1-W3

入射角(度)

37---48

20---49

20---45

标称分辨率(米)

10

30

30

标称轴宽(公里)

50x50

100x100

150x150

窄幅ScanSAR (2个波SN1

束位置)

SN2

宽幅ScanSAR SW1

超高入射角模式(6个波束位置)

超低入射角模式

H1-H6

L1

20---40

31---46

20---49

49---59

10---23

50

50

100

25

35

300x300

300x300

500x500

75x75

170x170

ZONDY-SAR 2010

8

数据格式(CEOS)

Processing Level Product Type in

RADARSAT

Mnemonics

RAW

SLC

SGF

SGX

SCN

SCW

SSG

SPG

Product Type in RSI

Terminology

RAW signal data

Single Look Complex

Path Image

Path Image Plus

ScanSAR Narrow

ScanSAR Wide

Map Image

Precision Map Image

Product Level in

Network Station

Certification

Level 0

Level 1

Level 2

RAW (signal data)

Georeferenced data

(Satellite path oriented)

Geocoded data

(Map oriented)

主要用途

适用于全球环境和土地利用、自然资源监测等。

官方网站

现有数据

SGX数据

广东数据

Radarsat 2

卫星介绍

Radarsat-2 是由CAS(Canadian Space Agency)和MDA(MacDonald, Dettwiler and Associates

Ltd)联合出资开发的星载合成孔径雷达系统。Radarsat-2 是加拿大继Radarsat-1 之后的新一代商用合成孔径雷达卫星,于2007.12.14放射升空。

ZONDY-SAR 2010

9

工作模式

Radarsat-2 继承了Radarsat-1 所有的工作模式,并在原有的基础上增加了多极化成像,3 米分辨率超精细双边(dual-channel)成像和MODEX(Moving Object Detection Experiment)。Radarsat-2 与Radarsat-1 拥有相同的轨道,但是比Radarsat-1 滞后30 分钟,这是为了获得两星干涉数据。

数据格式(*.tif)

主要用途

官方网站

/

ftp://rsat2:****************.ca/ Demo set数据下载

现有数据

SLC数据

Flevoland_R2_FineQuad9_HH_VV_HV_VH_

<荷兰弗莱福兰>

SanFrancisco_R2_FineQuad9_HH_VV_HV_VH_

Vancouver_R2_FineQuad15_Frame1_

INSAR数据(未下载)

SGF数据

RS2_OK871_PK6636_DK3211_SCNA_20080422_143357_VV_VH_SGF

RS2_Myanmar_U14_20080510_HH_

<缅甸>

Vancouver_R2_ScanSAR Narrow_VV_VH_

Vancouver_RS2_Extended High1_HH_

Vancouver_RS2_Fine2__HH_HV_

Vancouver_RS2_ScanSAR Wide_HH_HV_

Vancouver_RS2_Wide2_HH_HV_

<温哥华>

ZONDY-SAR 2010

10

Envisat-1

卫星介绍

ENVISAT-1卫星是欧空局的对地观测卫星系列之一,于2002年3月1日发射升空。

ASAR(Advanced Synthetic Aperture Radar)工作在C波段,波长为5.6cm

发射时间

运载工具

发射重量

2002年3月1日(欧洲中部时间)

阿里亚纳5号火箭

8200公斤

有效载荷重量(仪器)

2050公斤

设计寿命

星上仪器数量

轨道

轨道倾角

单圈时间

重复周期

耗资

主要参与国家

5年 ~ 10年

10

太阳同步,极轨高度768公里

98°

101分钟

35天

大约20亿欧元

奥地利,比利时,加拿大,丹麦,法国,芬兰,德国,意大利,挪威,西班牙,瑞典,瑞士,荷兰和英国

ASAR工作模式

Image模式、Alternating Polarisation模式、Wide Swath模式、Global Monitoring模式、Wave模式

模式

IMAGE

(IM)

成像宽度

下行数据率

极化方式

最大100 km

100 Mbit/s

VV 或 HH

ALTERNATING

POLARISATION

(APM)

最大100 km

100 Mbit/s

VV / HH 或

VV / VH 或

HH / HV

分辨率

30m 30m 150m 1000m 10m

WIDE

SWATH

(WSM)

约400 km

100 Mbit/s

VV 或 HH

GLOBAL

MONITORING

(GMM)

约400 km

0.9 Mbit/s

VV 或 HH

WAVE

(WM)

5 km

0.9 Mbit/s

VV 或

HH

五种工作模式中,高数据率的三种,即Image模式、Alternating Polarisation模式和Wide Swath模式供国际地面站接收,低数据率的Global Monitoring模式和Wave模式仅供欧空局的地面 ZONDY-SAR 2010

11

站接收。中国遥感卫星地面站接收和处理Image模式、Alternating Polarisation模式和Wide

Swath模式。

Image模式生成与ERS SAR类似的约30米空间分辨率的图象。但与ERS SAR不同的是:

①在侧视10º至45º的范围内,提供7种不同入射角的成象

②以HH或VV极化方式成像。

成像位置代号 幅宽(公里) 与星下点的距离(公里)

IS1

IS2

IS3

IS4

IS5

IS6

IS7

105

105

82

88

64

70

56

187 - 292

242 - 347

337 - 419

412 - 500

490 - 555

550 - 620

615 - 671

入射角范围

15.0 - 22.9

19.2 - 26.7

26.0 - 31.4

31.0 - 36.3

35.8 - 39.4

39.1 - 42.8

42.5 - 45.2

Alternating Polarisation模式的图象与Image模式一样,具有约30米的空间分辨率的图象,以及同样IS1~IS7的7种不同入射角的成象位置。

但Alternating Polarisation模式提供同一地区的两种不同极化方式的图象,用户可根据需要从以下三中极化方式组合中选择一种。VV和HH、HH 和HV、VV 和VH

由于采用了特殊的数据处理技术,与Image模式相比,Alternating Polarisation模式图象辐射分辨率略有降低。

Wide Swath模式采用ScanSAR技术,可以提供更宽的成象条带。Wide Swath模式的成像幅宽是405公里,空间分辨率150米,可以HH或VV极化方式成像

ASAR产品介绍

Level 0 产品

Level 0 产品是经过处理系统重新格式化后,以时间为序的卫星数据。Level 0 产品中的数据为原始信号,不是图象。Level 0 产品是ENVISAT 产品中级别最低的产品。利用Level 0产品,我们可以处理出Level 1B及级别更高的产品。

工作模式 极化方式 Level 0产品代号

Image

Alternating Polarisation

Wide Swath

VV 或 HH

VV / HH

VV / VH

HH / HV

VV 或 HH

ASA_IM__0P

ASA_APH_0P

ASA_APV_0P

ASA_APC_0P

ASA_WS__0P

12 ZONDY-SAR 2010

Level 1B产品

原始数据及Level 0产品可以通过成像算法并利用标定数据生成Level 1B产品。Level 1B产品可以是单景产品或条带产品。单景产品是按 “景”定购,而条带产品则包含了整个数据段(segment)的图象,每个条带产品的最大时间可以达到10分钟。

根据欧空局的定义,所有Level 1B产品在存储时都是以时间增长为序的方式存储的,这使的下行轨道的图象为左右镜象,而上行轨道的图象为上下镜象。

Image模式、Alternating Polarisation模式

这两种模式的Level 1B产品分为三类:Precision Image、Single Look Complex Image和Medium Resolution。

Precision Image是多视、地距图象,产品象元尺寸为12.5米,适合于大多数的应用。

Single Look Complex (SLC)Image是单视复型产品,产品的象元尺寸由成象的模式决定,可被用于SAR图象质量评估、标定和干涉、或风/海浪应用。 在处理中较少对数据进行修正,以允许用户可以更自由地将数据处理为其它产品。

Medium Resolution是象元尺寸为75米的图象产品,产品的其它特性同Precision Image。

各类产品均在产品中提供了完整的标定参数。

Wide Swath模式

Wide Swath模式只提供象元尺寸为75米的Medium Resolution图象产品,在产品注解中也提供了完整的标定参数。

工作模式 Level 1B产品类别 Level 1B产品代号

Image

Alternating Polarisation

Wide Swath

Precision Image

Single Look Complex

Medium Resolution

Precision Image

Single Look Complex

Medium Resolution

Medium Resolution

ASA_IMP_1P

ASA_IMS_1P

ASA_IMM_1P

ASA_APP_1P

ASA_APS_1P

ASA_APM_1P

ASA_WSM_1P

数据格式(*.N1)

对于所有的ENVISAT产品,均含有以下的数据记录:

➢ Main Product Header(MPH)主产品头记录;

➢ Specific Product Header(SPH)产品细节头记录;

➢ Data set(DS)数据集。

MPH和SPH的内容只用ASCII码表示,它们有固定的大小和结构。(注意:对于不同产品, ZONDY-SAR 2010

13

SPH的大小和结构可能不同,但对同种产品的SPH,它们的大小和结构都是相同的。)

MPH和SPH表示内容时遵循下面的格式:

A keyword - value - terminator

1. Main Product Header(MPH)主产品头记录:

MPH具有固定的长度和格式,并且对于所有的ENVISAT产品都是相同的(固定的长度和格式)。在MPH中主要含有以下的信息:

• 产品标识(固有的、非固有的,处理阶段,对产品的相关描述)。

• 数据的接收、处理信息。

• 时间(开始、结束)。

• 地理位置(开始、结束)。

• 卫星轨道信息(相位、圈数、轨道号、状态向量等)。

• 产品信任数据(PCD)。

• 产品大小、结构信息。

• 校验码。

2.Specific Product Header(SPH)产品细节头记录

SPH是为每一个产品所定义的,它提供了该产品的附加信息。这些信息适用于整个产品,且这些信息是与处理相关联的。对于给定的一类产品,SPH的长度是固定的。SPH包含一个SPH的描述(ASCII字符,对产品的描述)和至少一个数据集描述DSD(Data Set

Descriptors)。SPH可以包含以下信息:

• 产品描述。

• 第一个及最后一个数据记录的时间及地理位置。

• 标定数据。

• 星载仪器模式数据。

• 特征文件的版本数。

• 特征查找表的版本数。

• 处理算法信息。

• 产品信任数据(PCD)。

• 注释。

• 数据集说明。

3.Data Set (DS)数据集

数据集记录就是卫星上的仪器传下来的科学测量数据。

主要用途

主要用于监测环境,即对地球表面和大气层进行连续的观测,供制图、资源勘查、气象及灾害判断之用。

ZONDY-SAR 2010

14

官方网站

/earth/www/area/?fareaid=6

/ 数据共享网站

现有数据

IM工作模式数据

ASA_IMP_1PNUPA20060202_062233__00435_20529_(VV)

<霍尔木兹海峡>

ASA_IMP_1PNBEI20060115_040558__00176_20270_1935_N1_

<西藏VV数据>

ASA_IMP_1PNBEI20050802_024352__00304_17893_1576_N1_(H)

<贵州HH数据>

ASA_IMP_1PNBEI20050807_143635__00383_17972_1579_N1_(H)

<宜昌HH数据>

ASA_IMP_1PNBEI20051117_032012__00333_19425_1858_N1_(H)

<四川甘孜VV数据>

ASAR_DS1_IM_(欧空局)(荷兰VV数据)

ASA_IMP_1PXPDE20020730_095910__00108_02166_0020.N1

ASA_IMM_1PXPDE20020730_095830__00108_02166_0066.N1

ASA_IMG_1PXPDE20020730_095910__00108_02166_0007.N1

ASA_IM__BPXPDE20020730_095830__00108_02166_0065.N1

ASAR_DS3_(欧空局)(荷兰VV数据)

ASA_IMS_1PXPDE20020730_095910__00108_02166_0010.N1

AP工作模式数据

ASA_APP_1PNBEI20040728_142153__00025_12604_3103.N1(中科院)

<南昌HH,VV数据>

ASA_APP_1PNBEI20051030_024147__00075_19167_2354_N1_

<内蒙古VV,HV数据>

ASAR_DS2_(欧空局)(HV,HH,德国德累斯顿)

ASA_APG_1PXPDE20020819_093043__00394_02452_0000.N1

ASAR_DS4_APM_APB_(欧空局)(安道尔国HV,HH)

ASA_APM_1PXPDE20020819_093008__00394_02452_0009.N1

ASA_AP__BPXPDE20020819_093008__00394_02452_0009.N1

ASAR_DS4_APP_(欧空局)(安道尔国HV,HH)

ASA_APP_1PXPDE20020819_093043__00394_02452_0004.N1

ASAR_DS5_(欧空局)(安道尔国HV,HH)

ASA_APS_1PXPDE20020819_093043__00394_02452_0000.N1

WS工作模式数据

ZONDY-SAR 2010

15

ASA_WSM_1PNDPA20050331_075939__00035_16121_

<非洲好望角VV>

ASAR_DS1_WS_(欧空局)(安道尔国VV数据)

ASA_WSM_1PXPDE20020714_100425__00380_01937_0053.N1

ASA_WS__BPXPDE20020714_100425__00380_01937_0053.N1

ASAR_WS_(西班牙VV数据)

ASA_WSM_1PXPDE20021117_104431__00180_03741_

ASA_WSM_1PXPDE20021117_104431__00180_03741_0009.N1

GM工作模式数据

ASAR_DS1_GM_(欧空局)(加拿大VV数据)

ASA_GM__BPXPDE20020317_170454__02644_00238_0009.N1

ASA_GM1_1PXPDE20020317_170454__02644_00238_0009.N1

WM工作模式数据

ASAR_DS1_WV_(欧空局)(未知)

ASA_WVW_2PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVS_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVI_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASAR_DS1_WV_(中科院)(未知)

ASA_WVW_2PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVS_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

ASA_WVI_1PXPDE20020503_033815__00347_00902_0042.N1

TerraSAR-X and TanDEM-X

卫星介绍

TerraSAR-X是在Public_Private-Partnership(PPP)协议框架下,由德国联邦教育和研究部(BMBF)、德国航空航天局(DLR)、欧洲航空防务和航天公司下属的阿斯特留姆公司(EADS

Astrium GmbH)合作实施的雷达卫星,TerraSAR-X和TanDEM-X分别在2007.06.15和2010.06.21发射升空。

TerraSAR卫星参数表

轨道高度/km

轨道重复周期/d

极化方式

514.8

11

轨道倾角/(°)

轨道类型

97.44

太阳同步轨道

右视

有源相控阵天线

4.784×0.704×0.15

16

HH,VV,HV,VH 侧视方向

天线类型

天线尺寸/m

波长/cm(频率/GHz) 3.11(9.65)

方位向扫描角/(°)

0.75

ZONDY-SAR 2010

距离向扫描角/(°)

Chirp带宽/MHz

功率消耗/W

系统噪声/dB

ADC采样率/Hz

RAW数据特性

19.2

5~300

605

5.0

300,165,110

波束宽度/(°)

PRF/kHz

峰值输出功率/W

数据存储/Gbit

数据传输/Mbit·s-1

方位向:0.33,高度向:2.3

3.0~6.5

2260

256

300(X波段下行链路)

I&Q 8bit,BAQ压缩至4,3,2bit

工作模式

1) 聚束成像模式

聚束成像模式(Spotlight Mode)。主要特点是几何分辨率高、入射角可选、多种极化方式,能够适应市场需求,提供多种成像方式的雷达影像数据产品。其获取的数据产品加上精密轨道数据,可以用于重复轨道干涉测量,并获得观测目标区域的数字高程模型。

2) 条带扫描模式

条带成像模式(Stripmap Mode)。以入射角固定的波束沿飞行方向推扫成像,主要特点是几何分辨率高、覆盖范围较大、入射角可选。其数据产品加上精密轨道数据,也可以用于重复轨道干涉测量,并获得观测目标区域的数字高程模型。

3) 宽扫成像模式

宽扫成像模式(ScanSAR Mode)。天线(雷达波束)在成像时沿距离向扫描,使观测范围加宽,同时也将降低方位向分辨率。主要特点是中等几何分辨率、覆盖率高、能够平行获取多于4个扫描条带的影像、入射角可选、多种极化方式等。一周内TerraSAR-X[8]能够以16 m 的分辨率,在全球任何地方覆盖大于100000 km 的区域

数据格式(SLC:*.cos;Other:*.tif)

1) 单视斜距复数影像(Single Look Slant Range Complex,SSC)

这个产品是聚束雷达信号的基本单视产品,方位向上的像素是等距的(根据脉冲采样间隔PRI = 1/PRF,PRF脉冲采样频率),在斜距(根据斜距采样频率,RPF)方向上数据以复数的形式表示。每个影像像素被归一化到0多普勒坐标,这个规定是和标准的斜距产品相容的,与ERS-1/2,ENVISAT/ASAR,RADARSAT和X-SAR/SIRC。聚束产品被处理到0多普勒坐标系,像条带模式产品一样,带有一个人为的被选择的巨大的PRF值来保持整个的被处理的多普勒谱。然而,必须考虑多普勒中心随着方位的变化强烈的变化。SSC产品目的是用于需要全带宽和相位信息的科学应用。

2) 多视地距探测影(Multi Look Ground Range Detected ,MGD)

这个产品是一个包含较少噪声和地面单元为方形的多视产品,影像坐标通常以卫星的飞行方向和地面距离向作为方向。在方位向和距离向上像素大小相同。一个简单的多项斜距到地距的投影采用的是WGS84椭球和平均地面高程参数。

ZONDY-SAR 2010

17

这个产品的好处在于到地图坐标的转换避免了影像的旋转和内插。因此像素的定位精度要低于地理编码的产品。对于一个TS-XL1b产品,在这个产品中有一个粗略的网格。对于一景数据采用一个高程椭球决定时,这个网格坐标采用一个粗略的DEM来计算的。

3) 地理编码椭球校正影像(Geocoded Ellipsoid Corrected ,GEC)

GEC产品是一个多视探测产品,它被投影和重采样到WGS84参考椭球在假定平均地面高程。可用的网格格式是UTM和UPS,由于已经做了椭球校正,所以不用考虑DEM,像素的定位精度随着地形的变化而变化。对于有地形起伏引起的畸变不被校正,特别的在巨大的地形起伏和急剧的入射角的变化能显示出巨大的差别。

4) 增强型椭球校正(Enhanced Ellipsoid Corrected ,EEC)

类似于GEC产品,EEC是一个多视探测产品,它被投影和重采样到WGS84参考椭球,由于地形的高度变化引起的影像畸变可以采用外部DEM进行校正。可利用的网格格式要么是UTM要么是UPS,地形引起的畸变使用DEM进行校正。所以像素的定位具有很高的精度。这个精度仍然依赖于地形和DEM的精度还有入射角。

主要用途

官方网站

/

现有数据

SSC数据

2007-11-24_Bergen_SSC 挪威卑尔根

2007-12-15_Toronto_SSC 澳大利亚多伦多

INSAR数据

INSAR1_2008-03-10_GrandCanyon_SSC 美国大峡谷

INSAR2_2008-03-21_GrandCanyon_SSC

2009-02-12_Australia_Uluru1_HS300_ 澳大利亚Uluru

2009-02-23_Australia_Uluru2_HS300_

MGD数据

2007-12-15_Toronto_MGD-RE 澳大利亚多伦多

2007-12-15_Toronto_MGD-SE 澳大利亚多伦多

2008-02-04_Dresden_SM_MGD_RE 德国德累斯顿

2008-03-07-Tokio-HS-MGD-SE 日本东京

GEC数据

2007-12-15_Toronto_GEC-RE 澳大利亚多伦多

2007-12-15_Toronto_GEC-SE 澳大利亚多伦多

2008-02-01-Mississippi_Middle-SM-GEC-RE 美国密西西比河中部

2008-02-01-Mississippi_North-SM-GEC-RE 美国密西西比河北部

2008-02-01-Mississippi_South-SM-GEC-RE 美国密西西比河南部

ZONDY-SAR 2010

18

2008-03-11_Linchyi_GEC_SE 中国鄱阳湖

2008-03-12_BajaCalifornia_GEC_SE 美国下加利福尼亚

EEC数据

2007-11-24-Rome-SM-EEC-RE 罗马

2007-12-15_Toronto_EEC-RE 澳大利亚多伦多

2007-12-15_Toronto_EEC-SE 澳大利亚多伦多

2008-03-03-Colorado-SL-EEC-SE 美国科罗拉多州

COSMO-SkyMed

卫星介绍

COSMO-Skymed是意大利航天局和意大利国防部共同研发的高分辨率雷达卫星星座,由四颗分辨率高达1m的合成孔径雷达卫星组成。分别于2007.06.08、2007.12.09、2008.10.25、2010年发射

轨道

波段/频率

极化(可选

视角

测绘带宽

距离分辨率

方位分辨率

天线

619.6 公里,倾角97.86°,太阳同步轨道周期16天,每天14.8125圈

X波段/9.65GHz

HH,VV

25°~51°

窄观测带:30 公里;宽观测带:400 公里

窄观测带:3 米;宽观测带:100 米

窄观测带:3 米;宽观测带:100 米

天线的设计,采用配分射频功率放大与中频功率相移器结合,使波束可以在俯仰平面实现一维可调。天线由铝基碳纤维增强塑料制作,成带槽状波导,波束形成网络。三个固定仰角波束宽度,可以相互转换,保证星下点侧视范围在20°~ 55°之间

6米×1.2 米

300MHz

3000Hz

300 瓦

3.2 千瓦

6:3

约200Mbps

X频段

1.2 千瓦

200 公斤

天线尺寸

带宽

脉冲重复频率

平均功率

峰值功率

数据压缩比

数据率

下行数据通道

功耗

重量

ZONDY-SAR 2010

19

成像模式

Spotlight模式、Stripmap模式、ScanSAR模式

Two polarization

One polarization mode upon choice - HH, VV, HV, or

VH

Mode:

Spotlight or

Frame

Nominal

spatial

resolution:

Csene size:

modes upon choice

- HH, VV, HV, or

VH

HIMAGE WideRegion

or

Stripmap

3-15 m

40 km

or

ScanSAR

30 m

Huge

Region or

ScanSAR

100 m

Ping Pong or

Stripmap

1 m

10 km x 10

km

15 m

100 km 200 km 30 km

数据格式(*.HDF5)

标准产品

Level 0 RAW RAW

Level 1A SSC

Level 1B DGM

Level 1C GEC

Level 1D GTC

Single-look Complex Slant product

Detected Ground Multi-look product

Geocoded product

Geocoded product

主要用途

作为全球第一个分辨率高达1m的雷达卫星星座,COSMO-Skymed系统将以全天候全天时对地观测的能力、卫星星座特有的高重访周期以及高达1m的分辨率为资源环境监测、灾害监测、海事管理及科学应用等相关领域的探索开辟更为广阔的道路

官方网站

/en/

ZONDY-SAR 2010

20

现有数据

SCS数据

INSAR数据(成都地区)

CSKS1_SCS_B_HI_16_HH_RA_SF_24_21.h5_SCS_B_MC_333132.h5

CSKS1_SCS_B_HI_16_HH_RA_SF_26_23.h5_SCS_B_MC_334373.h5

GEC数据

(苏州地区)

CSKS1_GEC_B_PP_15_CO_RD_SF_26_22.h5_GEC_B_MC_282514.h5

(杭州地区)

CSKS1_GEC_B_HI_0A_HH_RD_SF_21_27.h5_GEC_B_MC_197499.h5

JERS

卫星介绍

JERS-1 (Fuyo-1) 是由NASDA/MITI/STA [NASDA-National Space Development Agency

(Japan),日本航天发展局/MITI-Ministry of International Trade and Industry (Japan),日本国际工业贸易部,/STA-Science and Technology Agency (Japan),日本科技部]这三家共同负责完成的一个雷达卫星项目。NASDA/STA 负责卫星平台,MITI 负责载荷。该卫星载有两个完全匹配的对地观测载荷:有源SAR 和无源多光谱成像仪。

JERS-1 卫星于1992 年2 月11 日在Tanegashima 空间中心被发射升空。1998 年10 月11 日

JERS-1 发生故障(很可能是姿态控制系统故障),使得该卫星终止了寿命。因此总工JERS-1

总共在轨工作了6 年半。(设计寿命是两年)

序号

1

2

3

4

5

6

指标

轨道

频率

波长

极化

卫星重量

分辨率

ZONDY-SAR 2010

Jers-1

倾斜角:98 º

高度:570 公里

1.275GHz(L 波段)

0.235 米

HH

1400kg

距离向:18 米

21

方位向:18 米(3 视)

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

入射角(视角)

测绘带

带宽

数据处理方式

PRF

脉宽

天线类型

天线尺寸

天线增益

天线方位向波束宽度

天线距离向波束宽度

波束操控方式

收发方式

峰值功率

数据量化

数据率

35.21 º

75公里

15MHz

数字

1505.8 - 1606.0 Hz

35 us

Array of 1024 microstrip radiation elements

11.9 米×2.2 米

33.5dB

N/A

N/A

N/A

N/A

1100W~1500W

3bits

60 Mbit/s

数据格式(CEOS)

主要用途

用于国土调查、农林渔业、环境保护、灾害监测

官方网站

/JERS-1/en/

现有数据

ZONDY-SAR 2010

22

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