TerraSAR-X 1m星载雷达

来自高分辨率雷达空间传感器的数据越来越多地用于商业应用。这里介绍了新TerraSAR-X卫星特别设计的商业功能和产品。还讨论了它即将推出的“孪生”TanDEM-X。

TerraSAR-X自2008年初开始运行。这颗高分辨率雷达卫星于2007年6月15日从位于拜科努尔(哈萨克斯坦)的俄罗斯航天发射场发射，是德国公私合作伙伴关系(PPP)下建造的第一颗此类卫星，由德国航空航天中心(DLR)联合开发和资助。Astrium的子公司，Infoterra GmbH，专门销售数据和服务。

具有挑战性的领域
合成孔径雷达(SAR)不分昼夜地成像，不受天气状况的影响。参数和数据产品旨在满足全球各地的商业应用。许多用户包括测绘机构、国防和安全机构、规划和咨询办公室、食品和自然资源行业、保险公司和环境机构。188asia备用网址这些数据构成了服务的基础，如特定客户的图像解释、地形制图、地理空间数据库、土地覆盖评估、地形分析和监测服务。进一步具有挑战性的应用领域是探测由于构造、火山活动、地震和滑坡造成的地球表面的最小运动。

成像模式
数据可以在SpotLight、StripMap和scanar模式下获得，具有单极化、双极化或全极化。在300MHz的带宽下，“聚焦模式”在飞行方向上实现了100万分辨率。雷达波束可以像聚光灯一样引导飞行方向，在最长的时间内照亮5千米× 10千米的地面场景，并实现1米分辨率。10公里× 10公里的区域可以在2米分辨率下覆盖。对于“带状模式”的采集，地面条带被连续的脉冲序列照亮，而天线波束是固定在两个方向的视线。这样可以得到30km x 50km(标准场景大小，长度可扩展到1650 km)的图像条带，并具有3m分辨率的连续图像质量(飞行方向)。目前可以获得双极化图像，StripMap收购的四极化图像正在研究中。在“ScanSAR模式”中，100km x 150km(标准场景大小，长度可扩展到1650 km)的区域以18m分辨率覆盖。100公里的扫描带宽度是通过用准同步光束扫描地面的四个相邻子扫描带实现的，每个子扫描带以不同的入射角。

处理水平
基础图像(L1B)产品是DLR公司开发的多模式SAR处理器的直接输出，相当于对地观测卫星委员会(CEOS)的1b级质量。四个处理级别包括:
- SSC (Single Look Slant Range Complex):聚焦雷达信号的产品，包含振幅和相位，提供全带宽，相当于ERS 1/2、Envisat ASAR、Radarsat-1和SLC提供的标准SLC产品
X-SAR / SIR-C;侧视几何体使像素呈矩形
- MGD (Multi Look Ground Range Detected):减少散斑和正方形像素的产品，后者通过简单的多项式投影在距离内获得;插值工件被避免，因为没有图像旋转到一个地图坐标系统被执行
- GEC (Geocoded Ellipsoid Corrected):多视点检测产品，假设一个平均地形高度，重新采样并投影到WGS84，推荐用于地形不影响定位精度的海洋/情报应用(不应用数字高程模型(DEM)，因此像素定位精度随地形而变化)
- EEC(增强椭球校正):使用DEM来补偿因地形高度变化造成的GEC产品的失真;几何质量取决于高度精度和DEM分辨率、地形类型和入射角;航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)和ERS的dem数据提供了全球性的数据基础。

Ortho-imagery
增加价值的步骤创建“增强图像产品”，所有在标准的地图投影UTM与WGS84椭球。通过整合客户提供的dem，可以创建具有提高像素定位精度的“正校正图像”。这些信息可以快速解释，因此很适合与其他信息结合使用。解释可以进一步改进，以提供“辐射校正图像”。辐射校正对于不考虑SAR数据的角相关性的分类是可行的。相邻的正校正图像可以无缝地组装成“雷达马赛克”，覆盖比标准场景更大的区域，通常用于地图生成。合并上行和下行轨道的正正校正图像进一步增强了产品，使得一幅图像中的无信息patch可以被另一幅图像中的信息patch替代。这种“上升-下降合并”显著减少了SAR图像的典型障碍，如雷达停留、透视缩短和阴影，并产生了适用于陡峭山区地形的图像产品。

孪生卫星
TerraSAR-X将与一颗几乎相同的卫星(目前正在建设中)一起组成TerraSAR-X/TanDEM-X星座(图3)。这里的目标是收集服从高分辨率地形信息(HRTI)-3规格(z-精度优于2m)的同质全球DEM数据，是由美国国家地理空间情报局(NGA)定义的。目前还没有一个系统或进程能够提供短响应时间和全局可用性的HRTI-3 dem。光学星载系统需要无云天气条件，而机载系统缺乏大规模/全球覆盖能力。TanDEM-X将解决这些瓶颈。

进一步的阅读

Adam, N.，等人，TerraSAR-X干涉测量评估，FRINGE 2007, Frascati，意大利。

acta physica sinica, 2003, 27(3): 393 - 398。