COSMOS雷达卫星影像介绍

北京揽宇方圆信息技术有限公司

COSMOS雷达卫星影像介绍

COSMO-SkyMed是意大利空间地球观测系统。由意大利航天局和国防部研制及运行，为军民两用系统。其产品和服务被广泛用于风险管理、科学研究、商业应用以及国防情报领域。

该系统由4颗低轨中型卫星组成，每颗卫星搭载x波段高分辨率合成孔径雷达(SAR)，根据不同图像尺寸和分辨率需求，具备多种观测模式。

1.聚束式：米级分辨率图像。

2.两种条带式：分别由两种不同的极化方式获得米级分辨率。

3.两种ScanSAR模式：获取中等分辨率(100米)的大范围图像。

利用四颗在轨卫星中的两颗卫星对地面同一点位置进行联合观测，可以得到地面三维SAR图像。

聚束模式：在聚束式工作模式下，雷达对某一场景的观测时间比标准条带式更长，从而增加了天线合成孔径，提高了方位分辨率。COSMO-SkyMed雷达还有一种增强聚束模式，通过天线电子扫描，使波束中心位于成像中心之外，从而实现成像中心的扩散。图7给出了该模式下对南非开普敦体育场的成像结果。

条带式：当卫星平台移动时，天线在地球表面扫过一条轨迹。理论上，SAR雷达可以再其工作周期(约600秒)内扫过任意方位向距离。最大可扫过约4500公里的距离。

条带式有两种不同的实现方式，一种是“Himage”，另一种是“PingPong”。

在Himage模式下，雷达发射/接收配置固定不变，从而接收到地面散射点的整个多普勒带宽信号。方位向波束扫过的宽度为40公里，对应的数据采集时间为6.5秒。

在PingPong模式下，雷达利用条带映射方式进行成像，成像过程不同的极化方式交替切换(VV、HH、HV和VH)。在此模式下，仅有部分方位向的合成孔径用于成像，因此方位向分辨率有所降低。方位向波束扫过的宽度为30公里，对应的数据采集为5.0秒。

ScanSAR模式：该模式成像范围大，但空间分辨率较低。因在不同的相邻子区域内进行周期性扫描而得名。同样，其方位向分辨率相对聚束式有所降低，通过将一组条带图像拼接为一幅大的图像。ScanSAR 模式有两种不同的实现方式，一种是“WideRegion”，另一种是“HugeRegion”。

在WideRegion模式下，图像被分成三个相邻的子区域，其在距离和方位角方向上分别覆盖约100公里，对应的观测时间约为15.0秒。在HugeRegion模式下，图像被分成六个相邻的子区域，其在距离和方位角方向上分别覆盖约200公里，对应的观测时间约为30秒。