Как ICEYE-X1 может захватывать 2D-изображения SAR высокого разрешения за «десятки секунд»?

В опубликованном PRNewsWire первом опубликованном радиолокационном изображении ICEYE-X1 из космоса говорится:

Полное изображение, переданное на землю с ICEYE-X1, превышает 1,2 ГБ необработанных данных и охватывает площадь примерно 80 x 40 км на земле. ICEYE-X1 получил изображение за десять секунд, двигаясь со скоростью более 7,5 км/с и на высоте более 500 км. В соответствии с тем, что ICEYE смоделировал перед запуском, окончательное разрешение данных с первого спутника достигает 10 x 10 метров.

Радар с синтезированной апертурой работает путем математического объединения радиолокационных данных, записанных из нескольких различных физических местоположений, эффективно синтезируя большую эффективную апертуру, определяемую кластером различных местоположений. Для съёмки Земли из космоса это делается с помощью движения самого КА по треку, и если я правильно понимаю, для полноценного 2D съёмки поверхности кросс-трековая дискретизация идёт либо с большого физического размаха антенн (см. например этот вопрос ) или с близко расположенных наземных траков совершенно разных орбит.

В процитированном отрывке говорится, что изображение было снято всего за десятки секунд, что, я полагаю, означает, что здесь не используется несколько проходов. Поскольку полная ширина космического аппарата составляет всего около 3,2 метра, а длина волны, вероятно, не намного меньше сантиметра, разрешение по кроссу на высоте 500 км должно быть около 1 км.

Но выпущенное изображение размером 1600 x 1600 пикселей, кажется, приближается к разрешению в 1 пиксель. Я не думаю, что это участок Аляски размером 1600 х 1600 км.

Вопрос: Как ICEYE-X1 может снимать 2D-изображения SAR высокого разрешения за «десятки секунд»?

редактирование: глядя на изображения, края, обращенные кверху, намного ярче, чем те, которые обращены к низу, что позволяет предположить, что отражения были записаны наклонно, а не сверху вниз (надир). Мне интересно, может ли скорость изменения длины пути быть разной для разных положений поперечного пути отличительной чертой, обеспечивающей разрешение в этом направлении.

Смотрите также:

внизу: изображение "First Light" из пресс-релиза . Откройте в новом окне, чтобы увидеть в полном размере. SatCat еще даже не разобрался с объектами полезной нагрузки 2018-004, а один из них уже « отправляет » изображения обратно на Землю!

подпись: Первое радарное изображение ICEYE-X1 из космоса национального заповедника Ноатак, Аляска

введите описание изображения здесь

Ответы (3)

У ICEYE-X1 нет большой вертикальной антенны, поэтому он может передавать только 2D-данные. Чтобы правильно интерпретировать изображение, вы можете представить, как спутник пересекает верхнюю часть изображения слева направо, глядя вбок. Оси:

  • ось x: положение вдоль дорожки
  • ось Y: наклонный диапазон
  • цветовая ось: отражательная способность

Ни одно из этих измерений не требует большой антенны. Разрешение по траектории обеспечивается синтетической апертурой, а разрешение по дальности, естественно, хорошее для любого радара (зависит только от полосы пропускания).

Радар с поддержкой 3D сможет определять расстояние до земли и высоту, а не только наклонную дальность.

Да, это именно тот ответ на вопрос "Как можно...", который я ищу. Немного подумав, я теперь понимаю, что вы подразумеваете под различием между 2D и 3D. Для одного необработанного изображения данные о дальности не говорят вам о реальном местоположении в 3D-пространстве, поэтому заданная задержка представляет собой комбинацию расстояния вдоль поверхности геоида (например) и высоты над геоидом. Однако изображения не существуют в «вакууме», поэтому одно изображение можно интерпретировать в контексте других изображений и известных данных. Спасибо за этот полный ответ!

Несколько проблем с тем, что вы включили:

  1. В бите, который вы включили, указано разрешение 10 м.
  2. Размер изображения 80 км/40 км.
  3. Частота составляет 10 ГГц , что означает длину волны около 3 см.
  4. Антенна SAR является развертываемой, что означает, что эффективная ширина луча может быть больше, чем у спутника. Разумеется, общая ширина около 3,2 м, как вы указали.

Фактическое теоретическое разрешение изображения можно найти из этого источника , и на самом деле это размер антенны, а это означает, что меньшая антенна даст более высокое разрешение. Таким образом, максимальное разрешение фактически составляет 1,6 м, или половину размера антенны.

Также кажется, что реальная ширина луча может составлять 200 км. Если это так, то вполне вероятно, что они сосредоточили его на участке 80x40 км, но в противном случае увеличили разрешение.

Обратите внимание, что время повторения составляет 6 кГц, что означает, что используется 6 тыс. изображений в секунду или не менее 60 тыс. в течение периода времени, в течение которого спутник проходит над головой.

Я считаю, что ключ к ответу лежит в косом представлении, как я уже упоминал в вопросе. После того, как я впервые разместил вопрос, я заметил асимметрию на изображении. Если смотреть только в одну сторону, размер изображения поперек пути коррелирует со временем возврата (диапазон-разрешение). Я думаю, что довольно простое объяснение использования времени возврата для поперечного пути плюс движение космического корабля для продольного пути было бы здесь достаточно хорошим, хотя и упрощенным. Суть в том, что ни один из них не требует большой антенны или нескольких близко расположенных проходов, о чем я и спрашивал.

Полное раскрытие: сотрудник ICEYE, я постараюсь ответить. Спасибо за вопрос и интерес к ICEYE-X1!

«Количество секунд» относится к количеству времени, в течение которого спутник активно отображает данные для отдельного кадра.

Я бы не рекомендовал обращаться к текущей статье Spaceflight101.com за техническими характеристиками ICEYE-X1.

Исходное изображение Аляски в пресс-релизе CISION/PR Newswire, к сожалению, было увеличено самой службой до размера 1600x1600 пикселей, что могло вызвать ненужную путаницу. «Оригинальное» опубликованное изображение в разделе пресс-релиза веб-сайта ICEYE является правильным ( файл png 925x925 пикселей ) для просмотра, но этот файл сжат по сравнению с истинным оригиналом.

Недавно на веб-сайте компании было размещено больше изображений SAR ICEYE-X1 с гораздо более высоким разрешением (бесплатно, но требует заполнения формы), которые могут оказаться информативными и ценными для ответа на эти вопросы.

Спасибо за уточнение этой информации! Это, безусловно, имеет отношение к этому вопросу о разрешении. Spaceflight101 обычно предоставляет отличные технические данные и пояснения. Если в этом случае возникает проблема, может быть полезно связаться с ними напрямую.
@uhoh - Привет! Теперь Spaceflight101 немного улучшился. Некоторые другие источники все еще немного отстают, но улучшаются. Не стесняйтесь спрашивать больше, спасибо!
Замечательно! Хорошо, я буду следить за ICEYE!
Вы в новостях, но не совсем в хорошем смысле youtu.be/QM1eh7nq24I?t=2040
@uhoh, здорово видеть, что эта тема продолжает обновляться! Ответы на вышеуказанное от ICEYE: bbc.com/news/science-environment-51049746
ха! Я цитировал это в статье «Как радиоастрономы избегают перегорания своих приемников радиолокатором, наносящим изображения со спутников?» Я рад, что вы получили уведомление о моем комментарии, спасибо, что поддерживаете связь с SE!
Пока вы не наберете 50 очков репутации на данном сайте, вы не сможете оставлять комментарии к сообщениям вопросов и ответов других людей, но вы всегда можете публиковать ответы и вопросы.
Как ICEYE-X1 может захватывать 2D-изображения SAR высокого разрешения за «десятки секунд»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v