高分三号雷达卫星12种成像模式介绍

高分三号雷达卫星参数

高分三号卫星是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）成像卫星，单侧视情况下平均重访周期小于3天。

双侧视情况下，在10m分辨率100km测绘带宽的模式下，实时观测区内90%地区重访周期小于1.5天。

2016年8月10日6时55分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将高分三号卫星发射升空。

高分三号卫星由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院研制。

长征四号丙运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海运载火箭技术研究院研制。

此次发射任务是长征系列运载火箭的第233次发一、工作方式高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达（SAR）卫星，具有12种成像模式。

它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式，而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换，既可以探地，又可以观海，达到“一星多用”的效果。

二、技术特点高分三号卫星具备12种成像模式，涵盖传统的条带成像模式和扫描成像模式，以及面向海洋应用的波成像模式和全球观测成像模式，是世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星。

卫星成像幅宽大，与高空间分辨率优势相结合，既能实现大范围普查，也能详查特定区域，可满足不同用户对不同目标成像的需求。

此外，高分三号卫星还是中国首颗设计使用寿命8年的低轨遥感卫星，能为用户提供长时间稳定的数据支撑服务，大幅了提升卫星系统效能。

高分三号遥感卫星的十二种成像模式介绍：表1 成像模式标准条带模式：进行积雪范围、干旱范围、海冰监测、湖泊藻类、海洋藻类、海冰类型、冰区航道、海面溢油区域尺度、锋面和涡的位置尺度、舰船、海浪监测。

窄幅扫描模式：进行旱情、近海海冰、水体监测。

宽幅扫描模式：进行海冰外缘线、雪覆盖、雪深、极冰监测。

全极化条带1模式：进行农业普查统计、城市建设专题信息提取。

全极化条带2模式：进行积雪范围、干旱范围、海冰、湖泊藻类、海洋藻类监测。

波成像模式：进行海面风场风速、风向、水体监测、干旱、波长、波高、波向监测。

大学生士兵提干考试必读：解密新“千里眼” 高分三号卫星

大学生士兵提干考试必读：解密新“千里眼” 高分三号卫星8月10日，我国高分三号卫星在长征四号丙运载火箭的托举下成功升天，这是我国首颗C频段全极化合成孔径雷达（SAR）卫星，也是高分专项“天眼工程”中唯一一颗雷达星。

作为新“千里眼”，有哪些过人本领？记者在太原卫星发射中心现场采访专家解密高分三号的过人本领。

“一星多用”的典范——全球成像模式最多的SAR卫星高分三号卫星其综合技术指标已经超出国际同类卫星水平。

比如成像模式，整星设计了12种成像模式，可以满足各类用户不同的任务需求；成像质量，整星最高提供1米分辨率图像，同时也可以提供10米量级和百米量级分辨率图像，是世界上成像模式最多的SAR卫星。

这是颗可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等成像模式自由变换的SAR卫星，不仅可以看海，还可以探地，是“一星多用”的典范。

由于具备1米分辨率成像模式，高分三号卫星成为世界上C频段多极化SAR卫星中分辨率最高的卫星系统。

而且它能同时发射、接收水平波和垂直波，是我国首颗全极化SAR卫星，全极化信息将提供目标更丰富的特性描述，帮助人们对地物进行更好的分类，目标识别能力大大增强。

士兵军考，张为臻博客。

另外，高分三号卫星提供万瓦级功率，在确保获取高精度SAR图像的前提下，可以最长支持单次连续成像工作达到近小时量级，远超过国内外单次成像水平，实现了用户，特别是海洋用户连续工作的需求。

首颗长寿命星，在轨工作8年国际领先高分三号卫星系统总体主任设计师刘杰介绍，高分三号卫星是我国首颗长寿命设计的低轨遥感卫星，在轨设计寿命8年，比我国以往卫星3到5年的寿命长得多，与国际上遥感卫星6到7年半的寿命比也处于领先。

研制这颗长寿星，科学家采取了大量高可靠性的保障措施，卫星关键部位全部进行了长寿命专项试验，以保证高分三号能在轨长期可靠运行，为用户提供长时间稳定的数据支撑服务。

为使高分三号达到1米的高分辨率，对合成孔径雷达载荷的带宽和微波发射功率都有很高要求。

高分三号卫星对海浪的首次定量遥感

高分三号卫星对海浪的首次定量遥感杨劲松;任林;王隽【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2017(48)2【摘要】高分三号(GF-3)是我国首颗C频段多极化高分辨率微波遥感卫星,于2016年8月10日在太原卫星发射中心成功发射。

GF-3 SAR卫星入射角范围约为20°—50°,具备单极化、双极化和全极化等多极化工作能力,还是世界上成像模式最多的SAR卫星,具有12种成像模式。

不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式,而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换,既可以探地,又可以观海,达到"一星多用"的效果。

近日,国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室利用首批GF-3合成孔径雷达(SAR)遥感数据(图1)对夏威夷西北部附近太平洋海域的海浪进行了首次定量分析和反演研究(图2)。

图1为GF-3 SAR的灰度图像,成像时间为2016年9月2日8:30(GMT),卫星此时飞行速度约为7.6km,极化方式为VV极化,飞行方向为降轨,空间分辨率为8m×8m,中心入射角为28.32°。

由图1可以看出,SAR图像上存在明显的黑白相间的海浪条纹,说明海浪在图像上能够顺利成像。

通过提取灰度图像上的调制信息,并作傅里叶变换分析,可得到包含海浪信息的图像谱。

进一步,基于经典的Hasselmann SAR海浪成像模型的准线性形式,同时估计倾斜调制、水动力调制和聚束调制等三种海浪调制函数(MTF),可以利用图像谱反演得到海浪谱,此时的海浪谱主要为较长波长的涌浪信息,至于较短波长的海浪信息提取,由于受到方位向截断效应的影响,则需要引入初猜谱加以补偿实现。

图2为图1反演的海面涌浪参数。

从图2可以看出,该海域海浪由西北向东南传播(即由外海向近岸传播),平均波长约200m,有效波高从2.5m到4.0m不等,能够反映浪场的分布差异。

高分三影像各种成像模式下的幅宽

高分三影像各种成像模式下的幅宽全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高分三号是中国自主研发的高分辨率、高灵敏度的遥感卫星，于2015年6月发射成功。

该卫星是中国高分辨率遥感卫星系列中的第三颗卫星，具有非常强大的成像能力和数据获取效率。

在高分三号卫星的成像模式中，有多种不同的幅宽可供选择，这些不同的幅宽适用于不同的应用领域，可以提供更加多样化的数据服务。

我们来介绍一下高分三号卫星的主要成像模式。

高分三号卫星主要包括5种成像模式，分别是全色模式、多光谱模式、超光谱模式、波段集成模式和视频成像模式。

不同的成像模式可以适应不同的需求，提供不同的数据产品，服务于不同的用户。

在这些成像模式中，涉及到的幅宽也是各有不同。

幅宽是指在一定范围内取得目标数据的宽度，通常用于描述成像仪的视场范围或相机的拍摄幅度。

对于高分三号卫星的各种成像模式，幅宽的大小会直接影响到数据的覆盖范围和分辨率，因此选择合适的幅宽对于数据获取和应用十分重要。

在全色模式下，高分三号卫星的幅宽为48公里，分辨率可达0.5米。

这种高分辨率、高幅宽的成像模式适用于地学、军事、城市规划等领域，可以提供精细的地表信息和高质量的影像数据。

全色模式的幅宽较大，覆盖范围广，适合对大面积区域进行快速全面的监测和分析。

视频成像模式是高分三号卫星独有的成像模式，具有45度倾斜视场，用于目标动态监测、灾害应急响应等领域。

视频成像模式的幅宽为4.8公里，相当于高分辨率的视频监控，可以提供连续、实时的影像数据，适用于对目标区域的动态变化进行快速监控和响应。

第二篇示例：随着科技的快速发展，影像技术在医学、地质、环境监测等领域得到了广泛应用。

而在三维影像领域，高分辨率的成像模式对于获取准确的数据至关重要。

在高分辨率三维影像成像模式下，幅宽是一个非常重要的参数，它决定了成像的清晰度和精度。

在这篇文章中，我们将探讨高分辨率三维影像各种成像模式下的幅宽。

我们需要了解什么是幅宽。

幅宽是指成像系统能够覆盖的虚拟地面区域的宽度。

高分三号卫星C波段合成孔径雷达卫星简介

北京揽宇方圆信息技术有限公司高分三号卫星——世界主流C波段合成孔径雷达卫星简介高分三号卫星于1月23日正式投入使用，其性能与世界主流C波段SAR卫星相比如据新华社新闻，国防科工局于1月23日宣布，我国首颗1米分辨率合成孔径雷达（SAR）卫星高分三号23日正式投入使用。

该卫星将满足我国对高空间分辨SAR遥感数据的需求，主要应用于海洋监测、减灾救灾、气象和水利等领域。

合成孔径雷达技术是重要的对地遥感技术手段，合成孔径雷达卫星是装雷达为主要载荷的卫星，其通过自身发射电磁波并接收地物反射的回波，并进行复杂的信形成视觉效果类似黑白光学图片的合成孔径雷达图像。

由于其使用其自己发射的电磁波进电磁波对云、雨和雾霾等大气天气现象具有较强的穿透能力，使得合成孔径雷达卫星可以夜，以及被观测区域上方覆盖各种天气现象时，在特定时间对指定区域进行观测。

高分三号合成孔径雷达卫星并不是世界上第一颗C波段合成孔径雷达卫加拿大于2007年12月发射的RADARSAT-2卫星、欧空局分别于2014年4月和2016年4 Sentinel-1A和Sentinel-1B三颗卫星均工作在C波段。

本文就以这四颗卫星为例，对其分析。

首先我们用一个表格对这四颗卫星的总体参数进行大概梳理。

从表中可以看出，高分三号在最高分辨率和最大成像幅宽两个参数上，C波段SAR卫星，并且在设计寿命上面具有一定优势。

值得注意的是，高分三号和Senti 均选择了具有高极化隔离度的波导缝隙相控阵天线，使得其在多极化性能方面优于RADAR值得注意的是，这四颗C波段SAR卫星均选择了轨道高度为700-800km 道，与德国X波段TerraSAR-X卫星的509km轨道相差较大，这其中既有波段带来的影响需求带来的取舍（重访）。

如果用一张图同时表示这四颗卫星的轨道，那么从图中可以看出四颗卫星的星下点轨迹有差别但不是很大，Sentinel-大致分布于同一圆周的直径两边，可以将重访时间降低为单星运行的一半，高分三号和R 相对位置也如Sentinel-1系列相似，相比这是设计时任务规划的结果。

高分三号资料2重点讲义资料

高分三号卫星1、发射经过2016年8月10日6时55分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将高分三号卫星发射升空。

这是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化（全极化）合成孔径雷达（SAR）成像卫星。

高分三号卫星由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院研制。

长征四号丙运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海运载火箭技术研究院研制。

此次发射任务是长征系列运载火箭的第233次发射。

2、工作方式高分三号卫星与之前发射的高分一号、高分二号、高分四号等卫星以及正在研制的高分五号、高分六号、高分七号等光学遥感卫星不同高分三号是作为相控阵雷达成像微波遥感卫星，与光学遥感卫星相比其最大的特点就是可以全天时全天候的成像能力，不管白天黑夜，也不管晴空或者雷雨多云，都可以随时对地成像。

高分三号总重量约2.8吨，装载一台大型的C频段合成孔径雷达（简称SAR），运行于平均轨道高度为755公里的太阳同步轨道，是国内首次设计采用滑动聚束成像模式和双孔径超精细成像模式，使得目标成像更为精细。

高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达（SAR）卫星，具有12种成像模式。

它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式，而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换，既可以探地，又可以观海，达到“一星多用”的效果。

它将通过合成孔径技术与脉冲压缩技术，实现对海洋和陆地表面高分辨率（1m）二维图像的获取。

3、技术特点高分三号卫星为满足多用户需求在系统设计上进行了全面优化，具有高分辨率、大成像幅宽、多成像模式、长寿命运行等特点，主要技术指标达到或超过国际同类卫星水平。

高分三号卫星的成功发射是高分专项工程建设的又一重大成果。

许达哲表示，高分专项工程是“天眼”工程、创新工程、应用工程，也是军民融合深度发展的示范工程，为推进国家治理体系和治理能力现代化、服务国民经济和社会发展，发挥了重要的支撑作用。

工程全系统将深入贯彻创新、协调、绿色、开放、共享发展新理念，抓好卫星技术水平提升，扩大应用领域、拓展应用深度，计划到2020年左右，着力将高分专项工程打造成具有时空协调、全天时、全天候、全球范围观测能力的稳定运行系统。

高分三号卫星雷达极化方式和分辨率

北京揽宇方圆信息技术有限公司高分三号卫星雷达极化方式和分辨率高分三号卫星搭载的传感器是C频段多极化合成孔径雷达，是迄今为止世界上成像模式最多的星载合成孔径雷达，该雷达具有全极化电磁波收发功能，并涵盖了诸如条带、聚束、扫描等12种成像模式（表1）。

空间分辨率从1 m到500 m，幅宽10 km到650 km。

不仅能够用于大范围资源环境及生态普查，还能够清晰地分辨出陆地土地覆盖类型和海面目标，现了既可探地，又可观海，到“一星多用”的效果。

下面为高分三号卫星的12中成像模式的相关介绍。

表1 成像模式聚束模式：观测海面溢油现场尺度、岛礁的位置、面积、建筑物、地上交通线、重要水利工程、泥石流；进行城市规划监测、风景名胜区监测、经济普查与经济活动调查、统计重大项目投资监测、人口普查与城市住户调查、边境反恐监测、全球敏感区域监测、城市规划编制。

精细条带1模式：进行海冰表面拓扑、冰山、海面溢油、海岸尺度、洪涝、洪涝淹没范围、农牧林用地、防洪设施、生态格局动态、毒品原植物监测。

精细条带2模式：进行冰凌或海冰、堰塞水体、森林资源相关地类识别、农业普查、海岸带变迁、浅海地形、内波波长、波向、波速、振幅、深度监测。

标准条带模式：进行积雪范围、干旱范围、海冰监测、湖泊藻类、海洋藻类、海冰类型、冰区航道、海面溢油区域尺度、锋面和涡的位置尺度、舰船、海浪监测。

窄幅扫描模式：进行旱情、近海海冰、水体监测。

宽幅扫描模式：进行海冰外缘线、雪覆盖、雪深、极冰监测。

全极化条带1模式：进行农业普查统计、城市建设专题信息提取。

全极化条带2模式：进行积雪范围、干旱范围、海冰、湖泊藻类、海洋藻类监测。

波成像模式：进行海面风场风速、风向、水体监测、干旱、波长、波高、波向监测。

全球观测模式：进行冰融化阶段、内波、土壤水分、海面溢油、干旱、环境应急、极地冰川监测。

扩展低入射角模式：进行船舶、溢油、海冰、海岸带、海洋维权、海洋环境保护和防灾救灾监测。

高分三号卫星简介

1. 高分三号卫星简介高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）卫星，于2016年8月发射。

高分三号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项“形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统”的目标的重要组成部分，能够获取可靠、稳定的高分辨率SAR图像，能够高时效的实现不同应用模式下1米至500米分辨率、10公里至650公里幅宽的微波遥感数据获取，服务于海洋环境监测与权益维护、灾害监测与评估、水利设施监测与水资源评价管理、气象研究及其他多个领域，是我国实施海洋开发、进行陆地资源监测和应急防灾减灾的重要技术支撑，将改善我国民用天基高分辨率SAR数据全部依赖进口的现状，在引领我国民用高分辨率微波遥感卫星应用中起到重要示范作用。

2. 高分三号卫星指标介绍高分三高卫星包括12种成像模式（图1）：聚束、超精细条带、精细条带1、精细条带2、标准条带、窄幅扫描、宽幅扫描、全极化条带1、全极化条带2、波成像模式、全球观测成像模式、扩展入射角模式。

每种模式有各自的成像指标，高分三号卫星于8月10日成功发射后，15日首次开机成像下传数据，且完成了SAR载荷全部12种成像模式测试工作。

图1 GF-3工作模式示意图（来自高三首发图，高分工程应用中心提供）本文将从卫星无控定位精度、方位向和距离向的空间分辨率、成像幅宽、成像模式、成像能力等方面介绍国产高分辨率三号卫星各项性能指标（表1）。

表1 卫星平台与载荷系统指标3. 标准及行业应用产品生成高分三号卫星数据包括L0-L3级标准产品及L4级行业应用产品，标准产品的生产是高分三号卫星数据应用必不可少的处理步骤，它是生成4级行业应用产品的前提。

具体产品生成过程如下：（1）L0级产品聚焦处理SAR传感器接收的原始信号为RAW数据（L0级），需要利用聚焦算法对其进行成像处理生成斜距单视复数影像（SLC影像，L1级），SLC影像是用户常用的一种数据产品类型。

GF-3

高分三号卫星高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）民用卫星，是高分对地观测系统的重要组成部分。

1. 高分三号卫星简介高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达（SAR）卫星，于2016年8月发射。

高分三号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项“形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统”的目标的重要组成部分，能够获取可靠、稳定的高分辨率SAR图像，能够高时效的实现不同应用模式下1米至500米分辨率、10公里至650公里幅宽的微波遥感数据获取，服务于海洋环境监测与权益维护、灾害监测与评估、水利设施监测与水资源评价管理、气象研究及其他多个领域，是我国实施海洋开发、进行陆地资源监测和应急防灾减灾的重要技术支撑，将改善我国民用天基高分辨率SAR数据全部依赖进口的现状，在引领我国民用高分辨率微波遥感卫星应用中起到重要示范作用。

2. 高分三号卫星指标介绍高分三高卫星包括12种成像模式（图1）：聚束、超精细条带、精细条带1、精细条带2、标准条带、窄幅扫描、宽幅扫描、全极化条带1、全极化条带2、波成像模式、全球观测成像模式、扩展入射角模式。

每种模式有各自的成像指标，高分三号卫星于8月10日成功发射后，15日首次开机成像下传数据，且完成了SAR载荷全部12种成像模式测试工作。

3、标准及行业应用产品生成高分三号卫星数据包括L0-L3级标准产品及L4级行业应用产品，标准产品的生产是高分三号卫星数据应用必不可少的处理步骤，它是生成4级行业应用产品的前提。

具体产品生成过程如下：（1）L0级产品聚焦处理SAR传感器接收的原始信号为RAW数据（L0级），需要利用聚焦算法对其进行成像处理生成斜距单视复数影像（SLC影像，L1级），SLC影像是用户常用的一种数据产品类型。

（2）L1级辐射定标产品生产由于多种误差源的存在，SLC数据存在辐射误差，为能精确反映地物回波特性，需要进行辐射定标处理，将输入信号转化为雷达后向散射系数。

高分三号卫星参数下载

高分三号卫星参数下载
GF-3卫星参数
高分三号卫星参数
项目参数
卫星标识高分三号
运载火箭长征四号丙
发射地点中国太原卫星发射中心
卫星重量2779 kg
设计寿命8年
轨道高度755 km
轨道类型太阳同步回归晨昏轨道
波段C波段
天线类型波导缝隙相控阵
平面定位精度无控优于230 m（入射角20°-50°，3σ）
常规入射角20°～50°
扩展入射角10°～60°
成像模式名称分辨率/m 幅宽/km 极化方式
滑块聚束（SL） 1 10 单极化
条带成像模式
超精细条带（UFS） 3 30 单极化精细条带1（FSI） 5 50 双极化精细条带2（FSII）10 100 双极化标准条带（SS）25 130 双极化全极化条带1（QPSI）8 30 全极化全极化条带2（QPSII）25 40 全极化扫描成像模式
窄幅扫描（NSC）50 300 双极化宽幅扫描（WSC）100 500 双极化全球观测成像模式(GLO) 500 650 双极化
波成像模式（WAV）10 5 全极化
高分一号、高分二号卫星详询Q/V-504411469。

高分3号星载合成孔径雷达极地海冰自动检测方法研究

高分3号星载合成孔径雷达极地海冰自动检测方法研究郑敏薇;李晓明;任永政【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2018(040)009【摘要】随着全球变暖等一系列气候变化的发生,极地海冰成为人们日益关注的焦点.由于不受光线和云雨影响,合成孔径雷达(SAR)可以进行全天时全天候的观测.高分3号是我国高分系列卫星中的一颗星载合成孔径雷达成像卫星,具有多种成像模式,可以在全球获取SAR数据.全天时全天候的工作特性和高空间分辨率的优势,使得高分3号星载SAR在极地海冰遥感监测中发挥重要的作用.本文基于高分3号水平-垂直(Horizontal-Vertical,HV)极化数据,提出了一种基于支持向量机的无需人工干预的海冰检测方法,实现海水和海冰的自动分离.利用该方法得到的海冰和海水分离结果同辅以人工解译的半监督分类结果相比较为吻合,为高分3号服务于极区海冰监测奠定了良好的基础.【总页数】12页(P113-124)【作者】郑敏薇;李晓明;任永政【作者单位】中国科学院大学,北京 100049;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室,北京 100094;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室,北京 100094;海南地球观测重点实验室,海南三亚 572029;中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TP79;P731.15【相关文献】1.极地航行中海冰目标的雷达图像识别方法研究 [J], 倪汉健;吴建华2.多波段高分辨率星载合成孔径雷达成像处理方法研究 [J], 井长青;张永福3.高分辨率全极化合成孔径雷达数据海冰二次分类方法研究 [J], 刘眉洁;戴永寿;张杰;任广波;孟俊敏;张晰4.星载合成孔径雷达北极海冰覆盖观测 [J], 李晓明;张强5.基于HY-2A/SCAT数据极地海冰检测方法研究 [J], 赵朝方; 徐锐; 赵可因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高分三号卫星雷达极化方式和分辨率

北京揽宇方圆信息技术有限公司高分三号卫星雷达极化方式和分辨率高分三号卫星搭载的传感器是C频段多极化合成孔径雷达，是迄今为止世界上成像模式最多的星载合成孔径雷达，该雷达具有全极化电磁波收发功能，并涵盖了诸如条带、聚束、扫描等12种成像模式（表1）。

空间分辨率从1 m到500 m，幅宽10 km到650 km。

不仅能够用于大范围资源环境及生态普查，还能够清晰地分辨出陆地土地覆盖类型和海面目标，现了既可探地，又可观海，到“一星多用”的效果。

下面为高分三号卫星的12中成像模式的相关介绍。

表1 成像模式聚束模式：观测海面溢油现场尺度、岛礁的位置、面积、建筑物、地上交通线、重要水利工程、泥石流；进行城市规划监测、风景名胜区监测、经济普查与经济活动调查、统计重大项目投资监测、人口普查与城市住户调查、边境反恐监测、全球敏感区域监测、城市规划编制。

精细条带1模式：进行海冰表面拓扑、冰山、海面溢油、海岸尺度、洪涝、洪涝淹没范围、农牧林用地、防洪设施、生态格局动态、毒品原植物监测。

精细条带2模式：进行冰凌或海冰、堰塞水体、森林资源相关地类识别、农业普查、海岸带变迁、浅海地形、内波波长、波向、波速、振幅、深度监测。

标准条带模式：进行积雪范围、干旱范围、海冰监测、湖泊藻类、海洋藻类、海冰类型、冰区航道、海面溢油区域尺度、锋面和涡的位置尺度、舰船、海浪监测。

窄幅扫描模式：进行旱情、近海海冰、水体监测。

宽幅扫描模式：进行海冰外缘线、雪覆盖、雪深、极冰监测。

全极化条带1模式：进行农业普查统计、城市建设专题信息提取。

全极化条带2模式：进行积雪范围、干旱范围、海冰、湖泊藻类、海洋藻类监测。

波成像模式：进行海面风场风速、风向、水体监测、干旱、波长、波高、波向监测。

全球观测模式：进行冰融化阶段、内波、土壤水分、海面溢油、干旱、环境应急、极地冰川监测。

扩展低入射角模式：进行船舶、溢油、海冰、海岸带、海洋维权、海洋环境保护和防灾救灾监测。

SAR成像技术在高分三号卫星的应用

2021年8期科技创新与应用Technology Innovation and Application技术·应用SAR成像技术在高分三号卫星的应用王向春（厦门精图信息技术有限公司，福建厦门361008）1概述SAR即合成孔径雷达，有聚焦和非聚焦两种，聚焦SAR的分辨率高，适合应用在大面积和远距离的影像采集，但是其设备结构复杂且研发难度高；非聚焦SAR的分辨率与其波长和目标距离成正比例关系，设备结构相对简单。

自上世纪八十年代，国内外就已经对SAR成像技术进行研究，2000年后随着多个国家的SAR卫星升空后，国内外涌现出SAR成像的多种新型技术和方法。

我国高分三号卫星在2016年升空，是首颗分辨率达到1m的SAR卫星。

因为SAR具备不受光照和恶劣天气影响的优势，多被用作地表灾害监测用途。

高分辨使得影像中可获取的地表目标物体的结构和形状特征数据会更多，但是对于多次散射和叠影的影像，可获取的数据精度仍难有待提高[1-2]。

国外学者提出将压缩感知理论应用在合成孔径雷达成像技术中，通过论证分析获知该方法应用下影像分辨率获得显著提升[3]。

作者团队所在的厦门精图信息技术有限公司，从2009年开始，就参与了多个国家发改委卫星产业化重大专项，技术内容涵盖了卫星遥感、卫星导航、卫星通信等多个方面。

2SAR信号模型SAR信号由距离信号和方位信号组成，在SAR距离信号的距离脉冲为：s（τ）=rect（τTr）cos（2πf0τ+πK rτ2）（1）式子（1）中T r为脉冲时间，K r为距离向调频，f0为中心频率，τ为参考原点。

反射波能量为地面反射系统δr和距离脉冲的乘积，如式子（2）所示：S r（τ）=δr×s（τ）（2）假设目标距离雷达距离为R0，空气散射系数为σ0，幅度为A，那么式子（2）中的δr=A×（τ-（2R0÷c）），其中c 为光速，（2R0÷c）为信号延迟，所以该目标的接收信号为：S r（τ）=A×rect（τ-（2R0÷c）T r）cos（2πf0（τ-（2R0÷c））+πK r （τ-（2R0÷c））2+Ø）（3）式子（3）中Ø为信号相位改变，由于SAR天线在方位上没有加权，所以方向信号可以近似为sinc函数：P a（θ）≈sinc（0.886θ÷βbw）（4）式子（4）中θ为测距平面与视线夹角，βbw=0.886θλ÷Lα，Lα为方位天线长度。

高分三号卫星及应用概况

项目GF-3卫星哨兵（Sentinel）-1卫星RadarSat-2卫星轨道类型太阳同步轨道太阳同步轨道太阳同步轨道轨道高度755km693km798km频段C频段C频段C频段高分三号卫星2017年数据覆盖区域示意图××图1 高分三号卫星在轨成像模式及具体指标图1所示的12种工作模式，是通过与不同用户沟通后确定的，以满足各行业的绝大部分的应用需求，具体情况如表2所示。

此外，在高分三号卫星设计过程中，针对用户成像任务规划多样、各模式下成像参数差异大的特点，卫星系统预留了灵活的外部控制接口，可通过上注指令的方式，对系统参数、时序、工作方式等进行灵活的调整，这样既保证了SAR载荷常规工作模式的需求，也为在轨开展各项试验模式验证提供了可能。

因此在年稳定运行过程中，卫星总体对高分三号卫星成像模式的可扩展性进行了专门的设计，在轨成功实施图2 高分三号卫星滑动聚束模式武汉地区1m 分辨率图像图3 高分三号卫星25m 模式南极地区成像图多项新模式试验验证，如凝视聚束模式成像、TOPSAR 模式成像、动目标检测和干涉测高等。

1）凝视聚束模式。

通过优化系统成像参数，完成了高分三号卫星凝视聚束成像模式试验，实现了方位向分辨率由1.0 m 到优于0.5 m 的提升。

图4给出了凝视聚束模式下，对宁和城际铁路桥和南京长江第三大桥的成像结果。

凝视聚束模式图像中桥体结构清晰，细节可辨，证明了凝视聚束模式提升方位分辨率的能力。

（a）宁和城际铁路桥（b）南京长江第三大桥图4 高分三号卫星对宁和城际铁路桥和南京长江大桥的凝视聚束模式成像结果图5 高分三号卫星TOPSAR 模式试验图像2）TOPSAR 成像模式。

高分三号卫星开展了TOPSAR 模式成像验证试验，实现TOPSAR 模式方位向跳拼接成像，成像结果如图5所示。

该图像虽然未经辐射校正，但图像中无明显拼接痕迹和亮暗起伏，从3）动目标检测模式。

高分三号卫星在轨采取“一发两收”的工作方式，获得了双通道数据，进行了动而验证了卫星具备实现TOPSAR 模式所需的波束扫描能力，也说明了其TOPSAR 模式能获得比扫描模式辐射特性更均匀的图像产品。

高分三号成像模式介绍

高分三号成像模式介绍被誉为“天眼工程”的我国高分辨率对地观测系统重大专项迎来重要时刻。

解放日报·上观新闻记者从中国航天科技集团公司获悉，由该集团抓总研制的我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达卫星高分三号正式投入使用。

据介绍，高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达（SAR）卫星，具有12种成像模式。

它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式，而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换，既可以探地，又可以观海，达到“一星多用”的效果。

分辨率达到１米，就能看清地面上的小轿车、海上行驶的船只。

高分三号的空间分辨率是从１米到500米，幅宽是从10公里到650公里，不但能够大范围普查，一次可以最宽看到650公里范围内的图像，也能够清晰地分辨出陆地上的道路、一般建筑和海面上的舰船。

由于具备１米分辨率成像模式，高分三号卫星成为世界上Ｃ频段多极化SAR卫星中分辨率最高的卫星系统。

而且它能同时发射、接收水平波和垂直波，是我国首颗多极化SAR卫星，帮助人们更好地分辨、识别地上、海上物体。

此外，高分三号卫星还是我国首颗设计使用寿命8年的低轨遥感卫星，能为用户提供长时间稳定的数据支撑服务，大幅提升了卫星系统效能。

按扫描方式分类：SAR SAR聚束成像SAR、:合成孔径雷达按波束扫描方式一般分为三种模式条带式。

和扫描式SAR，其波束指向与载体的飞行方向是固定的，波束扫描平行于飞行条带式SAR该模式成像技术相对简单，航迹的一条条带区域，并得到该条带区域的雷达图像。

的测绘带宽可达几百公里。

适合进行大面积的测绘，星载条带式SAR，其波束始终指向成像景物，可以对景物进行长时间的观测，获SAR聚束式从而获得高的方位分辨率。

得长的合成孔径，该模式适合于对景物进行精细成像。

，它是条带模式和聚束模式的结合体，它根据实际情况选择用条扫描式SAR 带模式或者聚束模式对景物进行粗略或者精细成像。

高分三号NSC模式SAR图像舰船目标检测初探

高分三号NSC模式SAR图像舰船目标检测初探刘泽宇;柳彬;郭炜炜;张增辉;张波;周月恒;马高;郁文贤【期刊名称】《雷达学报》【年(卷),期】2017(6)5【摘要】高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1m的C波段多极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星,拥有多种成像模式.该文针对高分三号NSC 模式SAR图像提出一种海上舰船目标检测方法,其核心为基于贝叶斯框架的像素分类以实现目标筛选,并根据数据特点设计有效的图像降质条件下的性能提升方法.该文提出的检测算法与多种恒虚警率(Constant False Alarm Rate,CFAR)检测算法进行对比实验分析,实验结果证明了该文所提方法的有效性与性能优势.【总页数】10页(P473-482)【作者】刘泽宇;柳彬;郭炜炜;张增辉;张波;周月恒;马高;郁文贤【作者单位】上海交通大学智能探测与识别上海市重点实验室上海200240;上海交通大学智能探测与识别上海市重点实验室上海200240;上海交通大学智能探测与识别上海市重点实验室上海200240;上海交通大学智能探测与识别上海市重点实验室上海200240;中国空间技术研究院西安分院西安710100;中国空间技术研究院西安分院西安710100;中国空间技术研究院西安分院西安710100;上海交通大学智能探测与识别上海市重点实验室上海200240【正文语种】中文【中图分类】TP75【相关文献】1.高分辨率SAR图像舰船目标检测研究 [J], 种劲松;朱敏慧2.基于改进型YOLOv3的SAR图像舰船目标检测 [J], 陈冬;句彦伟3.极化SAR图像舰船目标检测研究综述 [J], 刘涛;杨子渊;蒋燕妮;高贵4.SAR图像舰船目标检测数据集构建研究综述 [J], 黄琼男;朱卫纲;李永刚5.改进YOLOv3的SAR图像舰船目标检测 [J], 张佳欣;王华力因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高分三号用户手册

高分三号用户手册一、引言随着科学技术的不断发展，高分三号卫星应运而生，为我国遥感事业注入了新的活力。

为了让用户更好地了解、使用和管理高分三号卫星，我们编写了这本用户手册。

本手册详细介绍了高分三号卫星的设备安装、操作使用、数据处理与分析、故障排查与维护等方面的内容。

希望通过本手册，为广大用户提供高效、便捷的服务。

二、产品简介1.高分三号卫星概述高分三号卫星（GF-3）是我国自主研发的一颗合成孔径雷达（SAR）卫星，具有较强的地表穿透能力。

其主要应用于地震灾区评估、地质灾害监测、城市规划、环境监测、农业调查等领域。

2.高分三号卫星的主要技术参数（1）卫星轨道：太阳同步轨道，轨道高度505公里；（2）卫星重量：约1.1吨；（3）雷达幅宽：100公里；（4）成像频段：C波段；（5）分辨率：最高1米。

三、设备安装与调试1.设备组装用户在收到设备后，请按照装箱清单检查设备部件是否齐全。

在确保部件齐全后，按照安装图纸进行设备组装。

2.设备接线根据设备接线图，将设备与电源、通信设备等连接。

确保接线正确无误，以免造成设备损坏。

3.系统调试在设备组装和接线完成后，进行系统调试。

调试内容包括：设备启动、系统自检、各项功能测试等。

确保设备各项功能正常后，方可投入使用。

四、操作与使用1.操作界面介绍高分三号卫星操作界面简洁易懂，主要包括菜单栏、工具栏、状态栏等。

用户可通过菜单栏执行各项操作，如图像获取、参数设置、功能切换等。

2.基本操作流程（1）启动设备：打开电源，进入操作系统；（2）导入参数：根据实际需求，设置成像参数，如观测区域、成像模式等；（3）启动成像：点击开始成像按钮，启动雷达观测；（4）获取图像：成像完成后，下载并查看图像。

3.特殊功能使用高分三号卫星具备多种特殊功能，如地形地貌模式、干涉测量模式等。

用户可根据实际应用需求，选择合适的功能进行观测。

五、数据处理与分析1.数据下载与处理用户可通过数据传输设备下载观测数据。

高分卫星成像模型讲解

像点在本体坐标系下的坐标
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2.2光学卫星影像的共线方程
SPOT-5 HRS影像严格成像模型

卫星本体坐标系与轨道坐标系之间的变换

轨道坐标系与WGS-84坐标系之间的变换
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2.2光学卫星影像的共线方程
SPOT-5 HRS影像严格成像模型
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2.2光学卫星影像的共线方程
资源三号卫星三线阵CCD影像严格成像模型扫描行成像时刻的确定
K-1 K K+1 K+2
K 2 t tk P(t j ) P(ti ) i K 1 k K 1 ti tk k i
K 2

P
定向片内插模型示意图
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2.2光学卫星影像的共线方程
SPOT-5 HRS影像严格成像模型

扫描行成像时刻的确定
天绘一号卫星三线阵CCD影像严格成像模型
由精密定轨数据确定；为下视相机相对于CGCS2000坐标系的旋转角构成的旋转矩阵，由精密定姿数据确定；为前视相机、后视相机相对于下视相机的夹角所构成的旋转矩阵；为CCD在焦平面的旋转角所构成的旋转矩阵；为在CCD线阵上探元在方向的偏移误差，实验室共标定了线阵上30个探元的偏移误差；为像点在像空间坐标系下的坐标，以轴为飞行方向；

像点在本体坐标系下的坐标

卫星本体坐标系与J2000坐标系之间的变换
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2.2光学卫星影像的共线方程
资源三号卫星三线阵CCD影像严格成像模型

J2000坐标系与WGS-84坐标系之间的变换

为极移矩阵，为地球自转矩阵，为岁差章动矩阵。资源三号卫星三线阵CCD影像的严格成像模型