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作者：劉年華

編輯：石亞瓊（syq@36kr.com）

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“國(guó)產(chǎn)SAR（衛(wèi)星）還是少了?！?/p>

“不僅是少了，是太太太太少了?！?/p>

在今年7月的河南特大暴雨災(zāi)情期間，由于國(guó)產(chǎn)SAR衛(wèi)星數(shù)量較少，無(wú)法在第一時(shí)間提供受災(zāi)區(qū)域的影像，千域空天的創(chuàng)始人藍(lán)天翼和天儀研究院的CEO楊峰在朋友圈發(fā)出這樣的感慨。

他們感慨的SAR，專業(yè)名字為合成孔徑雷達(dá)，英文名字為Synthetic Aperture radar。這種衛(wèi)星是唯一能在黑夜以及云霧條件下對(duì)地球表面進(jìn)行觀測(cè)的遙感衛(wèi)星。這種穿越云霧和不分晝夜的能力，決定了其在國(guó)防、金融、保險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)、應(yīng)急等領(lǐng)域的重要地位，也很可能是影響國(guó)際格局的重要變量。

隨著商業(yè)航天時(shí)代到來(lái)，SAR衛(wèi)星開(kāi)始往小型化、商業(yè)化的方向發(fā)展。從2015年至今，國(guó)內(nèi)外有大量的小型商業(yè)SAR衛(wèi)星企業(yè)相繼成立，紛紛獲得資本支持。歐洲代表企業(yè)ICEYE迄今為止共籌集了1.52億美元的資金，在2020年9月完成了8700萬(wàn)美元的C輪融資；美國(guó)代表企業(yè)Capella Space總共獲得了8000萬(wàn)美元的融資；我國(guó)代表企業(yè)天儀研究院也在近期完成了C輪融資。

小型SAR衛(wèi)星快速發(fā)展的同時(shí)，傳統(tǒng)SAR衛(wèi)星的營(yíng)收也在提升。過(guò)往SAR衛(wèi)星以影像銷售為主，營(yíng)收來(lái)源主要為國(guó)防情報(bào)部門。但隨著下游商業(yè)應(yīng)用端的增長(zhǎng)，應(yīng)急、金融、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的SAR衛(wèi)星應(yīng)用正在快速增長(zhǎng)，SAR衛(wèi)星影像的長(zhǎng)尾效應(yīng)開(kāi)始逐漸體現(xiàn)出來(lái)。

相比于全球市場(chǎng)，中國(guó)的SAR衛(wèi)星市場(chǎng)無(wú)論是上游制造業(yè)，還是下游應(yīng)用端，都處于早期藍(lán)海階段。上游制造業(yè)的核心玩家入場(chǎng)券是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的在軌驗(yàn)證，我國(guó)目前已實(shí)現(xiàn)SAR衛(wèi)星在軌驗(yàn)證的小衛(wèi)星企業(yè)只有天儀研究院一家。下游應(yīng)用端對(duì)SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)非?？是?，但處理門檻較高、專業(yè)人員較少等問(wèn)題，也困擾著下游應(yīng)用的發(fā)展。

SAR衛(wèi)星為什么遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的未來(lái)支柱？SAR衛(wèi)星影像有哪些應(yīng)用？中國(guó)有哪些商業(yè)SAR衛(wèi)星初創(chuàng)企業(yè)？

以下是本文研究提綱。

一、SAR衛(wèi)星是遙感衛(wèi)星行業(yè)未來(lái)支柱：

SAR衛(wèi)星運(yùn)作原理

SAR衛(wèi)星成為支柱

二、SAR衛(wèi)星市場(chǎng)

市場(chǎng)份額

市場(chǎng)占比

我國(guó)市場(chǎng)前景

需求分析；

三、SAR衛(wèi)星的發(fā)展過(guò)程

早期：技術(shù)受到限制，服務(wù)于國(guó)家用途

中期：技術(shù)快速發(fā)展，商業(yè)化拉開(kāi)序幕

近期：哨兵一號(hào)公益開(kāi)放，中低分辨率商業(yè)市場(chǎng)萎縮

未來(lái)：小衛(wèi)星逐漸發(fā)力，實(shí)現(xiàn)快速迭代升級(jí)

四、SAR衛(wèi)星的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：全天時(shí)全天候

缺點(diǎn)：成像復(fù)雜

五、SAR主要工作模式

成像與強(qiáng)度應(yīng)用（條帶、掃描、聚束）

干涉

極化

其他

六、SAR衛(wèi)星應(yīng)用方向

七、中外大型SAR衛(wèi)星盤(pán)點(diǎn)

加拿大

歐洲（德國(guó)、西班牙、意大利、俄羅斯）

阿根廷

日本

中國(guó)（電子所、38所、其他）

八、全球民營(yíng)SAR衛(wèi)星玩家盤(pán)點(diǎn)

九、中國(guó)民營(yíng)SAR衛(wèi)星玩家盤(pán)點(diǎn)

十、SAR衛(wèi)星行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

以下是本文正文。

一、SAR衛(wèi)星是遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的未來(lái)支柱

1.1 SAR衛(wèi)星運(yùn)作原理

主流的遙感衛(wèi)星分為兩種：光學(xué)衛(wèi)星和微波成像雷達(dá)衛(wèi)星。光學(xué)衛(wèi)星的原理和人眼類似，依靠太陽(yáng)光照射在地球表面物體的反射，被動(dòng)地獲取影像。局限性也和人眼一模一樣，云霧天氣看不到物體，黑夜中沒(méi)法使用。微波成像雷達(dá)衛(wèi)星則是一種主動(dòng)的遙感成像方式，需要主動(dòng)多次發(fā)送電磁波到地面，利用回波來(lái)成像，來(lái)間接測(cè)量被測(cè)物體的信息。微波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，具有一定的穿透特性，可以在一定程度穿越云霧和地表。

與光學(xué)衛(wèi)星相比，SAR衛(wèi)星成熟較晚，但具有全天候、全天時(shí)的優(yōu)點(diǎn)與一定的地表穿透能力。作為一種主動(dòng)微波遙感成像雷達(dá)，SAR穿云透雨和穿透地表的能力，彌補(bǔ)了光學(xué)和紅外遙感的缺陷。但傳統(tǒng)的SAR衛(wèi)星重軌周期一般以周為單位，數(shù)據(jù)更新頻率較低，因此更適用于長(zhǎng)時(shí)間的普查，例如高鐵、公路的長(zhǎng)期形變監(jiān)測(cè)，和石油管道、城市沉降等的勘察工作。衛(wèi)星在太空運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要人員到現(xiàn)場(chǎng)施工，因此對(duì)于大范圍和邊遠(yuǎn)地區(qū)的監(jiān)測(cè)，SAR衛(wèi)星非常具有優(yōu)勢(shì)。

1.2 SAR衛(wèi)星成為支柱

2021年7月，鄭州市遭遇有記錄以來(lái)最強(qiáng)降雨過(guò)程。為了第一時(shí)間分析統(tǒng)計(jì)災(zāi)情，河南省衛(wèi)星中心緊急聯(lián)系了相關(guān)衛(wèi)星遙感服務(wù)企業(yè)，協(xié)調(diào)高分三號(hào)、COSMO-SkyMed及哨兵一號(hào)等國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提取洪澇淹沒(méi)區(qū)，分析道路淹沒(méi)范圍，為應(yīng)急救援搶險(xiǎn)救災(zāi)提供決策支撐。這些數(shù)據(jù)有一個(gè)共同點(diǎn)，都來(lái)自于SAR衛(wèi)星。

隨著應(yīng)急、海事、金融等領(lǐng)域?qū)τ跁r(shí)效性和連續(xù)性的要求越來(lái)越高，光學(xué)衛(wèi)星無(wú)法確保在黑夜或陰雨霧霾天氣提供圖像的弊端成為行業(yè)發(fā)展的阻力，SAR衛(wèi)星的應(yīng)用價(jià)值逐漸凸顯。雖然雷達(dá)影像無(wú)法像光學(xué)圖像那么直觀，但遙感產(chǎn)業(yè)的最終產(chǎn)品不是圖像本身，而是符合特定場(chǎng)景、滿足客戶需求的信息。近年來(lái)，全球有大量緊急事件都在調(diào)用SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如沙特阿美煉油廠遇襲事件、長(zhǎng)賜號(hào)蘇伊士運(yùn)河擱淺事件等。

可以想象，在國(guó)防、金融期貨、應(yīng)急賑災(zāi)等場(chǎng)景，如果因?yàn)樘鞖庠蚨鵁o(wú)法即時(shí)獲取影像，對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)是不可容忍的。因此，SAR衛(wèi)星的全天時(shí)全天候特性，使其成為遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的未來(lái)支柱之一，許多國(guó)內(nèi)外重要玩家也都在陸續(xù)公布自己的SAR衛(wèi)星星座計(jì)劃。

單一的衛(wèi)星數(shù)據(jù)源都存在或多或少的缺點(diǎn)。在不同場(chǎng)景應(yīng)用中，通過(guò)SAR衛(wèi)星影像與全色、多光譜、高光譜圖像的融合，綜合利用了光學(xué)和雷達(dá)成像的優(yōu)勢(shì)，將是遙感服務(wù)業(yè)未來(lái)的核心競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。

二、SAR衛(wèi)星市場(chǎng)

2.1 市場(chǎng)份額

上游遙感影像市場(chǎng)方面，根據(jù)Mordor Intelligence的報(bào)告，2018年，SAR衛(wèi)星市場(chǎng)價(jià)值為24.5億美元，預(yù)計(jì)到2024年達(dá)到51.8億美元。預(yù)測(cè)期間（2019年至2024年）的復(fù)合年增長(zhǎng)率為11.6％。NSR的報(bào)告指出，未來(lái)數(shù)年高分辨率雷達(dá)數(shù)據(jù)的客戶將大幅度增加，預(yù)計(jì)到2025年SAR影像的累計(jì)收入將達(dá)到62億美元，85%的地球觀測(cè)業(yè)務(wù)將集中于北美、歐洲和亞洲。亞米級(jí)超高分辨率（<0.5m）將是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，主要面向國(guó)防和情報(bào)部門以及民營(yíng)行業(yè)（農(nóng)業(yè)、海洋等）的垂直客戶，這些行業(yè)客戶對(duì)高質(zhì)量雷達(dá)圖像資源需求正在日益增長(zhǎng)。而亞米級(jí)分辨率（0.5-1m）的SAR影像將成為市場(chǎng)占比最大的產(chǎn)品。

然而，并非所有的SAR衛(wèi)星都能享受到時(shí)代發(fā)展的紅利。根據(jù)NSR的測(cè)算，中等分辨率（1m-5m）的SAR衛(wèi)星影像銷售額在2017年之后就下降，低分辨率的SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)更是進(jìn)入了免費(fèi)的時(shí)代。因此，中低分辨率的SAR衛(wèi)星供應(yīng)商將逐漸被淘汰。

下游應(yīng)用端的市場(chǎng)預(yù)計(jì)在百億元量級(jí)。從國(guó)土資源、海洋環(huán)境、船舶識(shí)別等應(yīng)急監(jiān)測(cè)市場(chǎng)，到市政基礎(chǔ)設(shè)施、交通能源安全等安全風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害監(jiān)測(cè)市場(chǎng)，SAR衛(wèi)星應(yīng)用均可參與到其中。其中，干涉雷達(dá)應(yīng)用（InSAR）的商業(yè)化正在迅速崛起，每年我國(guó)在軟件、數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)方面的市場(chǎng)規(guī)模已超過(guò)10億元。

美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)機(jī)構(gòu)(NGA)是商業(yè)SAR圖像最大的買家。2000年-2009年，NGA每年向MDA購(gòu)買1000萬(wàn)美元的SAR圖像。2009年以后，NGA的潛在商業(yè)SAR數(shù)據(jù)提供者多了意大利航天局和Telespazio合資公司e-Geos提供的Cosmos Skymed雷達(dá)衛(wèi)星、法國(guó)Astrium和德國(guó)合作的TanDEM-X雷達(dá)衛(wèi)星，該衛(wèi)星數(shù)據(jù)由美國(guó)21st Century Systems Inc.作為分銷商，以及以色列國(guó)防部的TecSar，格魯曼公司作為該衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分銷商。NGA自2009年開(kāi)始決定選擇四家商業(yè)公司授予固定價(jià)格、無(wú)限期交貨、無(wú)限期數(shù)量的合同，每家合同價(jià)值高達(dá)8500萬(wàn)美元。

SAR衛(wèi)星圖像有其優(yōu)越性，在這些像老舊黑白照相機(jī)拍攝出來(lái)的圖片下隱藏著大量信息，世界上最優(yōu)秀的雷達(dá)衛(wèi)星生產(chǎn)商和圖像銷售商如空客和MDA等企業(yè)，正在準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)更強(qiáng)大的雷達(dá)衛(wèi)星星座，從而提供毫米級(jí)別的高度變化測(cè)量，美國(guó)Maxar所屬M(fèi)DA總裁邁克·格林利(Mike Greenley)說(shuō)，“用SAR建立的全球地表數(shù)字高程模型可以顯示土地正在下沉，或者建筑物移動(dòng)了，或者有人挖隧道使他們上方的地面移動(dòng)，它對(duì)海拔高度非常敏感，這對(duì)很多客戶來(lái)說(shuō)很重要?！?/p>

2.2 市場(chǎng)占比

在客戶類型方面，全球的國(guó)防和情報(bào)機(jī)構(gòu)目前仍然是SAR圖像和數(shù)據(jù)的主要購(gòu)買方。國(guó)防和情報(bào)機(jī)構(gòu)對(duì)于信息時(shí)效性和連續(xù)性的需求非常高，比如在某些關(guān)注度較高的海峽區(qū)域，如果能做到單日重訪獲取影像，對(duì)于國(guó)防機(jī)構(gòu)獲取穩(wěn)定的情報(bào)信息有較大的幫助。而由于海面天氣條件不穩(wěn)定，光學(xué)衛(wèi)星發(fā)揮受到限制，因此SAR衛(wèi)星一直是國(guó)防和情報(bào)機(jī)構(gòu)的必備選項(xiàng)之一。預(yù)計(jì)到 2025 年，國(guó)防與情報(bào)市場(chǎng)將占據(jù)高分辨率SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)收入的70%。

美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)機(jī)構(gòu)（NGA）是商業(yè)SAR圖像最大的買家。在2009年以前，NGA為加拿大衛(wèi)星企業(yè)MDA提供了每年1000萬(wàn)美元的SAR影像購(gòu)買合同。從2009年開(kāi)始，NGA確定了四家商業(yè)SAR衛(wèi)星影像供應(yīng)商，給予每年8500萬(wàn)美元，通過(guò)固定價(jià)格、無(wú)限期交貨、無(wú)限數(shù)量的形式供給SAR衛(wèi)星影像。

在市場(chǎng)占比方面，歐洲航天局（ESA）的SAR影像業(yè)務(wù)占據(jù)了全球最大的份額。歐洲是全球商業(yè)雷達(dá)衛(wèi)星推進(jìn)力度最大、發(fā)展速度最快的區(qū)域。無(wú)論是在數(shù)據(jù)開(kāi)放、產(chǎn)業(yè)扶持等方面，歐洲都領(lǐng)先于全球。以德國(guó)、意大利為代表的兩個(gè)歐洲國(guó)家，是當(dāng)前在SAR衛(wèi)星技術(shù)、應(yīng)用等方面最領(lǐng)先的第一梯隊(duì)。

對(duì)于應(yīng)用類型而言，國(guó)防應(yīng)用和民營(yíng)應(yīng)用有一個(gè)顯著的區(qū)別：國(guó)防應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)源的需求更大，而民營(yíng)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求更大。在體系建設(shè)的過(guò)程中，國(guó)防應(yīng)用的體系建設(shè)很完整，擁有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)分發(fā)，數(shù)據(jù)應(yīng)用各個(gè)鏈條的能力。民營(yíng)應(yīng)用往往集中在不同行業(yè)，對(duì)于新興的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)需求單位，不太可能短時(shí)間內(nèi)建立起來(lái)全鏈條的能力，因而更需要數(shù)據(jù)應(yīng)用。

從國(guó)際的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，短期仍以國(guó)防市場(chǎng)為主，但增量有限。新的增量需求會(huì)更多來(lái)自國(guó)防以外的應(yīng)用，但需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

2.3 我國(guó)市場(chǎng)前景

在我國(guó)，SAR衛(wèi)星市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)。下游應(yīng)用需要大量數(shù)據(jù)支撐，帶動(dòng)上游衛(wèi)星制造業(yè)快速增長(zhǎng)。例如在河南省降雨災(zāi)情中，需要大量衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析。由于國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)太少，只能緊急求助于歐洲衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充。這種跨區(qū)域的緊急協(xié)調(diào)，無(wú)論時(shí)間還是成本，都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。對(duì)比于歐洲的SAR衛(wèi)星數(shù)量，我國(guó)的SAR衛(wèi)星數(shù)量仍有差距。無(wú)論是國(guó)有的大衛(wèi)星還是民營(yíng)機(jī)構(gòu)的小衛(wèi)星，都有較大的增長(zhǎng)空間。

除此之外，國(guó)家相關(guān)政策也在促進(jìn)下游應(yīng)用的發(fā)展。例如第一次全國(guó)自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查，計(jì)劃投入超過(guò)2000億元，將促進(jìn)下游干涉雷達(dá)應(yīng)用（InSAR）的快速發(fā)展。

全球的SAR衛(wèi)星影像市場(chǎng)年增長(zhǎng)率在8%-11%左右，中國(guó)市場(chǎng)如果能發(fā)展起來(lái)，整體的增長(zhǎng)率會(huì)更高。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的整體產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展并不充分，在數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)處理、行業(yè)應(yīng)用都處于萌芽階段。預(yù)計(jì)在2-3年的時(shí)間里，通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈條的不斷完善，后期市場(chǎng)增長(zhǎng)率會(huì)大幅提升，特別是數(shù)據(jù)源上，預(yù)計(jì)未來(lái)3年會(huì)有超過(guò)10顆民營(yíng)的SAR衛(wèi)星上天，這些衛(wèi)星提供的SAR數(shù)據(jù)將至少將中國(guó)的SAR數(shù)據(jù)容量提升5~8倍。

2.4 需求分析

對(duì)于我國(guó)SAR衛(wèi)星的需求數(shù)量，當(dāng)前從業(yè)者有兩派意見(jiàn)。

光學(xué)衛(wèi)星的從業(yè)者認(rèn)為，SAR衛(wèi)星的應(yīng)用范圍沒(méi)有可見(jiàn)光廣，主要市場(chǎng)目前一直局限于微變形監(jiān)測(cè)，包括地震，石油管網(wǎng)等。應(yīng)急市場(chǎng)雖然有一定的需求，但由于事件發(fā)生頻次較低，能否支撐起更大的市場(chǎng)，需要更深入的探討。因此，我國(guó)SAR衛(wèi)星需求不超過(guò)10顆，做到月度或者季度級(jí)的數(shù)據(jù)即可。大型SAR衛(wèi)星的研制成本一直較高，單顆衛(wèi)星研制成本超過(guò)10億元，超過(guò)民營(yíng)企業(yè)所能承擔(dān)的范圍。因此，部分從業(yè)者認(rèn)為，應(yīng)該由國(guó)家來(lái)承擔(dān)SAR衛(wèi)星的上游制造業(yè)務(wù)，將衛(wèi)星數(shù)據(jù)作為公益產(chǎn)品分發(fā)，例如歐盟的哨兵一號(hào)任務(wù)，由民營(yíng)企業(yè)做數(shù)據(jù)應(yīng)用端的開(kāi)發(fā)工作。

商業(yè)SAR衛(wèi)星的從業(yè)者認(rèn)為，當(dāng)前SAR衛(wèi)星市場(chǎng)不如光學(xué)衛(wèi)星市場(chǎng)，主要是SAR衛(wèi)星的處理復(fù)雜度較高，從業(yè)門檻較高。未來(lái)隨著航天工業(yè)的不斷發(fā)展，從業(yè)人才不斷增加，SAR衛(wèi)星的處理將逐漸流程化普及化，在更多應(yīng)用領(lǐng)域向光學(xué)衛(wèi)星看齊。

同時(shí)，商業(yè)SAR衛(wèi)星必須開(kāi)發(fā)更多的下游應(yīng)用，尋找更多商業(yè)客戶。從美國(guó)目前的發(fā)展來(lái)看，當(dāng)民營(yíng)SAR企業(yè)的數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用能力提升后，國(guó)防部門正在逐漸付費(fèi)開(kāi)展使用計(jì)劃，并不排除未來(lái)批量采購(gòu)的可能性。我國(guó)的國(guó)防應(yīng)用需求雖然較大，但目前依然傾向于采購(gòu)國(guó)營(yíng)單位的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。因此，商業(yè)SAR衛(wèi)星制造商必須擁有自我造血能力，不能指望國(guó)家部委、國(guó)防和情報(bào)機(jī)構(gòu)負(fù)擔(dān)整星的制造成本，下游應(yīng)用商也不能指望政策紅利能持續(xù)帶來(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。

橫向?qū)Ρ扔跉W美國(guó)家，我國(guó)的上下游廠商，無(wú)論是在數(shù)量、融資額度與輪次上，都有明顯的差距。在上游制造領(lǐng)域，以ICEYE為代表的歐洲商業(yè)SAR小廠商，受到資本的熱捧，C輪已總計(jì)融資1.52億美元。而下游的干涉雷達(dá)應(yīng)用（InSAR）行業(yè)，SkyGeo、TRE ALTAMIRA等InSAR服務(wù)商也已經(jīng)獲得了過(guò)億美元的融資。中國(guó)作為基建大國(guó)，對(duì)于InSAR技術(shù)的需求處于全球前三的狀態(tài)。因此，下游應(yīng)用廠商仍有較大的發(fā)展空間。

三、SAR衛(wèi)星發(fā)展過(guò)程

3.1 早期：技術(shù)受到限制，服務(wù)于國(guó)家用途

高分辨率微波雷達(dá)，是在外太空觀測(cè)地表小物體的必要條件。為了能夠看清房屋、船只等地表物體，微波雷達(dá)的真實(shí)孔徑必須在千米級(jí)別。但是由于成本和發(fā)射技術(shù)的限制，超過(guò)千米孔徑的雷達(dá)無(wú)法被送上太空。如何解決這個(gè)矛盾？

1951年，美國(guó)Goodyear宇航公司的卡爾?威利（Carl Wiley）提出，利用多普勒頻移處理來(lái)改善雷達(dá)的角分辨率。在觀測(cè)時(shí)，雷達(dá)與被觀測(cè)目標(biāo)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。合成孔徑雷達(dá)就是在目標(biāo)的移動(dòng)路徑上間隔取樣，相干累加，獲得與大孔徑真實(shí)雷達(dá)相同的觀測(cè)效果。在不增大雷達(dá)體積的情況下，實(shí)現(xiàn)高分辨率雷達(dá)成像，這是合成孔徑雷達(dá)技術(shù)（Synthetic Aperture Radar，SAR）的開(kāi)端。1960年4月，世界上第一部SAR在美國(guó)華盛頓機(jī)場(chǎng)取得實(shí)驗(yàn)成功。1978年，美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)射了全球第一顆SAR衛(wèi)星(SEASAT-1)。在1990年以前，SAR衛(wèi)星技術(shù)的研究幾乎集中在美國(guó)，但許多技術(shù)依然不成熟，仍處于實(shí)驗(yàn)階段。

1990到2000 年間， SAR衛(wèi)星技術(shù)逐漸成熟完善，火箭運(yùn)載能力也大幅提高。美國(guó)、歐洲、加拿大、俄羅斯、日本等國(guó)家和地區(qū)都開(kāi)始了 SAR 衛(wèi)星的研制和應(yīng)用。2000年以后，中國(guó)、韓國(guó)、印度等國(guó)家也先后發(fā)射了SAR 衛(wèi)星。然而由于研制成本較高，應(yīng)用范圍有限，高分辨率SAR一直局限于國(guó)防和情報(bào)領(lǐng)域，僅少數(shù)國(guó)家有能力研制。

3.2 中期：技術(shù)快速發(fā)展，商業(yè)化拉開(kāi)序幕

雖然美國(guó)在早期SAR衛(wèi)星研究方面發(fā)展領(lǐng)先，但商業(yè)化發(fā)展卻非常緩慢，對(duì)SAR衛(wèi)星技術(shù)和影像實(shí)施了比光學(xué)影像更為嚴(yán)格的管控。SAR衛(wèi)星商業(yè)化運(yùn)作最早的國(guó)家卻是加拿大。1995年，加拿大的RadarSAT-1衛(wèi)星發(fā)射，通過(guò)7類25種工作模式，來(lái)滿足不同領(lǐng)域的商業(yè)化需求。然而RadarSAT-1衛(wèi)星的分辨率并不高，其精度無(wú)法滿足許多商業(yè)客戶的需求。向市場(chǎng)提供亞米級(jí)高分辨率雷達(dá)影像，最早開(kāi)始于2007年的德國(guó)與意大利，他們分別推出民用的X波段SAR衛(wèi)星TerraSAR-X和X波段Cosmo Skymed。

這一時(shí)期的SAR衛(wèi)星仍然是大型衛(wèi)星，由少數(shù)幾顆衛(wèi)星組成星座。整體衛(wèi)星數(shù)量較少，并且數(shù)據(jù)價(jià)格過(guò)于高昂，可達(dá)同等分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像的三倍。

3.3 近期：哨兵一號(hào)公益開(kāi)放，中低分辨率商業(yè)市場(chǎng)萎縮

就在SAR衛(wèi)星開(kāi)始緩慢發(fā)展商業(yè)化時(shí)，一個(gè)劃時(shí)代意義的事件出現(xiàn)了。

歐洲航天局（ESA）于2014年和2016年先后發(fā)射了兩顆哨兵一號(hào)衛(wèi)星，6天的重訪周期，空間分辨率達(dá)5米。為了促進(jìn)歐盟哥白尼計(jì)劃的下游應(yīng)用，ESA決定將哨兵一號(hào)衛(wèi)星向全球所有使用者免費(fèi)開(kāi)放。同時(shí)，ESA在全歐洲境內(nèi)17個(gè)國(guó)家合作成立了20個(gè)商業(yè)孵化中心（ESA BIC），培育了700多家初創(chuàng)企業(yè)。在免費(fèi)數(shù)據(jù)和配套措施的鼓勵(lì)下，以InSAR業(yè)務(wù)為主的大量雷達(dá)應(yīng)用開(kāi)始增長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)五年時(shí)間的發(fā)展，幾乎全球所有的InSAR應(yīng)用企業(yè)都在使用哨兵一號(hào)的數(shù)據(jù)，并且超過(guò)一半的雷達(dá)應(yīng)用業(yè)務(wù)都需要哨兵一號(hào)數(shù)據(jù)的支持。

哨兵一號(hào)免費(fèi)開(kāi)放了數(shù)據(jù)，在促進(jìn)下游應(yīng)用端快速發(fā)展的同時(shí)，也給其他上游SAR衛(wèi)星制造商帶來(lái)了巨大的壓力。在商業(yè)SAR衛(wèi)星領(lǐng)域，中等分辨率（1m-5m）衛(wèi)星正在逐漸下降，低分辨率的SAR衛(wèi)星已基本失去市場(chǎng)。因此，中低分辨率的SAR衛(wèi)星制造商將逐漸被淘汰，必須向高分辨率SAR衛(wèi)星逐漸轉(zhuǎn)型。

與哨兵一號(hào)的免費(fèi)數(shù)據(jù)形成差異化，是其他SAR衛(wèi)星繼續(xù)商業(yè)化的必然選項(xiàng)，主要有四種方式：

更改波段：主流的雷達(dá)衛(wèi)星有C/X/L三個(gè)波段，哨兵一號(hào)是C波段雷達(dá)。C波段雷達(dá)是觀察海洋上強(qiáng)目標(biāo)的最佳選擇，對(duì)環(huán)境、農(nóng)業(yè)和森林監(jiān)測(cè)也是有效的觀測(cè)手段。形變測(cè)量精度可達(dá)毫米級(jí)的X波段，則是重大設(shè)施、工程結(jié)構(gòu)以及工礦企業(yè)等特定目標(biāo)的日常監(jiān)測(cè)的最佳選擇。雷達(dá)衛(wèi)星在同樣入射角觀測(cè)地物時(shí)，X 波段比C/L波段更能夠精確地描述目標(biāo)的細(xì)微形狀。L波段獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于可以部分穿透植被并到達(dá)地面，從而可以同時(shí)獲取植被和地面信息。此外，L波段不受植被生長(zhǎng)的影響，從而可以使用InSAR技術(shù)研究地表形變。

更換關(guān)注區(qū)域：受限于衛(wèi)星的能量和數(shù)據(jù)傳輸速率，衛(wèi)星既不能24小時(shí)開(kāi)機(jī)，也無(wú)法將所有拍攝到的數(shù)據(jù)進(jìn)行下傳。哨兵一號(hào)作為歐洲的衛(wèi)星，主要關(guān)注歐洲和北冰洋區(qū)域。因此，切換關(guān)注區(qū)域，增加特定區(qū)域的數(shù)據(jù)，也是其他商業(yè)SAR衛(wèi)星的可選項(xiàng)之一。

提高分辨率：空間分辨率對(duì)任何遙感系統(tǒng)而言都是極為關(guān)鍵的參數(shù)。哨兵一號(hào)的分辨率為5米*20米，精細(xì)測(cè)量能力有所欠缺，完全避開(kāi)了亞米級(jí)別的商業(yè)數(shù)據(jù)區(qū)間。來(lái)自高分辨率應(yīng)用的需求，使得亞米級(jí)高分辨率的SAR衛(wèi)星影像依然有巨大的市場(chǎng)容量，不受哨兵一號(hào)公益數(shù)據(jù)的影響。例如哨兵一號(hào)數(shù)據(jù)在三個(gè)方向上（東、北方向和垂直方向）地理編碼的精度很難優(yōu)于4米，而TerraSAR-X和COSMO-SkyMed的精度普遍優(yōu)于1米，TerraSAR-X雷達(dá)數(shù)據(jù)的測(cè)量點(diǎn)密度在一定條件下可達(dá)哨兵一號(hào)的10倍。

降低重訪周期：近幾年，隨著輕型天線、集成電路、固態(tài)電子器件和高效太陽(yáng)電池技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星的體積和重量可在保證性能的同時(shí)大大降低，百公斤級(jí)的小型SAR衛(wèi)星成為可能。ICEYE、Capella Space、天儀研究院等小型SAR衛(wèi)星廠商開(kāi)始迅猛發(fā)展，紛紛宣布小衛(wèi)星組網(wǎng)計(jì)劃。小衛(wèi)星組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)在于大大降低了重訪周期，例如ICEYE的重訪周期已經(jīng)降低至20小時(shí)。需要注意的是，哨兵一號(hào)最快將于2022年發(fā)射第三顆和第四顆衛(wèi)星。如前兩顆衛(wèi)星依然能服役，那么哨兵一號(hào)的重訪周期也將縮短。

3.4未來(lái)：小衛(wèi)星逐漸發(fā)力，實(shí)現(xiàn)快速迭代升級(jí)

2015年，商業(yè)航天的序幕拉開(kāi)，全球的商業(yè)小衛(wèi)星企業(yè)開(kāi)始陸續(xù)成立，包括諸多SAR衛(wèi)星企業(yè)。

商業(yè)小衛(wèi)星行業(yè)開(kāi)始發(fā)展，有幾個(gè)基礎(chǔ)因素：

一、發(fā)射成本下降：隨著SpaceX領(lǐng)銜的商業(yè)火箭公司在近幾年突飛猛進(jìn)，衛(wèi)星的發(fā)射成本開(kāi)始大幅下降。預(yù)計(jì)在可回收技術(shù)更成熟后，衛(wèi)星發(fā)射成本還有進(jìn)一步下降的空間。

二、航天工業(yè)逐漸成熟：傳統(tǒng)的航天元器件非常昂貴，大衛(wèi)星為了保證元器件穩(wěn)定性，研制費(fèi)用通常達(dá)到上億元，并且會(huì)使用研制非常成熟的組建，進(jìn)行多組件備份。商業(yè)航天時(shí)代，COTS級(jí)元器件開(kāi)始逐漸成熟，商業(yè)小衛(wèi)星企業(yè)可以通過(guò)工業(yè)級(jí)元器件控制成本，實(shí)現(xiàn)快速迭代升級(jí)。

三、政策放開(kāi)：在SpaceX通過(guò)大量發(fā)射小衛(wèi)星占據(jù)軌道資源的情況下，全球政府與航天機(jī)構(gòu)普遍感到壓力，因此均選擇在一定程度下放寬小衛(wèi)星行業(yè)，或進(jìn)行相應(yīng)的政策支持。

得益于以上行業(yè)背景，小型商業(yè)SAR衛(wèi)星也開(kāi)始迅速發(fā)展。預(yù)計(jì)在未來(lái)10年間，小型商業(yè)SAR衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將保持逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

四、SAR衛(wèi)星的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 優(yōu)點(diǎn)

具有全天時(shí)的數(shù)據(jù)獲取能力，成像不受光線限制，白天或黑夜均可工作，無(wú)陽(yáng)光照射要求。

具有全天候工作能力，射頻輻射不受云，降水或其他大氣條件的明顯影響，因此不受氣候和云霧限制，可以在任何天氣條件下工作。

成圖分辨率與飛行高度無(wú)關(guān)，可選衛(wèi)星軌道更加充裕。

相比于可見(jiàn)光和紅外，可以更深地穿透植被和土壤。穿透能力具體取決于微波波長(zhǎng)，為反演地表植被以及土壤特性提供可能。

可收集不同波長(zhǎng)和偏振的數(shù)據(jù)，以獲得不同類型的信息，例如有關(guān)表面結(jié)構(gòu)和水分含量的信息。

可以以較低分辨率在大范圍內(nèi)收集信息，或者在較小區(qū)域內(nèi)收集詳細(xì)的高分辨率圖像。

4.2 缺點(diǎn)

某些非線性調(diào)頻連續(xù)脈沖信號(hào)的SAR衛(wèi)星影像信噪比較低。

由于側(cè)視相干成像方式，圖像噪聲污染較嚴(yán)重。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、處理的數(shù)據(jù)量大，難以獲得有效特征信息。

對(duì)比于光學(xué)遙感影像，SAR數(shù)據(jù)空間分辨率偏低，目視效果不佳。

對(duì)比于光學(xué)遙感影像，SAR成像技術(shù)比較繁瑣，數(shù)據(jù)后處理難度稍大。技術(shù)人員培訓(xùn)周期較長(zhǎng)，從業(yè)門檻較高，需具備充分的物理基礎(chǔ)知識(shí)。

在干涉形變識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域，由于形變梯度大，山區(qū)解纏效果不理想。

五、SAR主要工作模式

5.1 成像與強(qiáng)度應(yīng)用

影像成像與強(qiáng)度應(yīng)用是SAR影像的基本工作模式，單幅SAR影像數(shù)據(jù)主要是應(yīng)用于地物分類以及目標(biāo)識(shí)別，強(qiáng)度特征則是SAR影像最主要的特征之一，基于SAR強(qiáng)度影像可以提取地物信息。SAR可以根據(jù)物體的物理化學(xué)性質(zhì)差異，辨別各種地形、地貌特征，對(duì)于地質(zhì)領(lǐng)域的填圖以及地震帶的確認(rèn)工作有較大幫助。在目標(biāo)識(shí)別上，SAR 可進(jìn)行海上的船舶監(jiān)測(cè)和識(shí)別、溢油探測(cè)、陸地車輛等移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測(cè)。地面慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)與成像也是SAR衛(wèi)星影像的國(guó)防之一。通過(guò)建筑物的疊掩和陰影，SAR可以對(duì)建筑物的三維信息進(jìn)行提取，并在一些突發(fā)地災(zāi)后對(duì)建筑損毀狀況、滑坡、堰塞湖等進(jìn)行受災(zāi)前后的對(duì)比評(píng)估。SAR還可以結(jié)合高程數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的坐標(biāo)定位。

條帶成像（StripMap SAR）：條帶成像工作模式是指隨著SAR衛(wèi)星的移動(dòng)，天線保持相對(duì)固定的方向與位置。天線通過(guò)相對(duì)均勻的速度掃過(guò)地面，信號(hào)傳輸速率等于脈沖重復(fù)頻率（PRF），以此得到不間斷的圖像和較高的方位角分辨率。該模式的成像結(jié)果會(huì)呈現(xiàn)條帶狀，條帶的長(zhǎng)度取決于雷達(dá)移動(dòng)的距離，方位向分辨率由天線長(zhǎng)度決定。

掃描成像（Scan SAR）：掃描模式與條帶模式的不同在于，在一個(gè)工作周期內(nèi)，天線波束會(huì)沿著距離向進(jìn)行多次掃描。這種方式犧牲了方位向分辨率，但覆蓋區(qū)域比聚束和條帶模式要大得多。然而，由于方位向的帶寬降低，方位角分辨率遠(yuǎn)低于條帶成像模式。

聚束成像（SpotLight SAR）：聚束模式主要針對(duì)特定用戶較感興趣的范圍，通過(guò)擴(kuò)大天線照射波束角寬，使目標(biāo)在波束內(nèi)保持更長(zhǎng)時(shí)間，從而提高條帶模式的分辨率。實(shí)現(xiàn)原理是在SAR衛(wèi)星飛行過(guò)程中，將天線波束指向向后調(diào)整，在短時(shí)間內(nèi)模擬出一個(gè)較寬的天線波束。但衛(wèi)星在太空軌道中一直保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)，天線波束向后的調(diào)整范圍有限，因此只能在有限區(qū)域成像。同時(shí)，由于天線波束在結(jié)束特定區(qū)域觀察后需要回調(diào)向前，因此聚束模式無(wú)法做到連續(xù)采集影像，無(wú)法保證影響到連續(xù)性。聚束模式犧牲了影像的覆蓋范圍，但針對(duì)特定興趣目標(biāo)可以提供更高方位角分辨率的影像。聚束模式的產(chǎn)品也是幾種工作模式中最貴的一種。

5.2 干涉（InSAR）

如果只有單幅SAR衛(wèi)星影像，那么用戶沒(méi)辦法知道地面物體到SAR衛(wèi)星之間的距離。為了獲取更多的信息，干涉測(cè)量（InSAR）成為了SAR技術(shù)最重要的分支之一。其原理在于對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行兩次以上的觀測(cè)，并進(jìn)行相干處理，利用干涉相位反演，測(cè)量出地表的微小移動(dòng)或地面高程信息。InSAR初期主要利用相位高程信息進(jìn)行數(shù)字高程模型（DEM）的生成和制圖。隨著技術(shù)的演進(jìn)，InSAR應(yīng)用擴(kuò)展到了地面沉降監(jiān)測(cè)、地震形變場(chǎng)反演、山體滑坡、火山活動(dòng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)建筑物和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性方面，可以捕捉到毫米至厘米級(jí)的地表形變信息。

InSAR是SAR最重要技術(shù)路徑之一。如果不能做InSAR，相當(dāng)于失去了SAR衛(wèi)星影像一半的信息。眾所周知，衛(wèi)星在太空中一直圍繞著地球在運(yùn)動(dòng)。然而如果要進(jìn)行InSAR測(cè)量，必須保證影像多次拍攝的位置和角度不能相差太遠(yuǎn)，其所對(duì)應(yīng)的就是基線、共同頻譜和天線傾斜角度。拍攝兩張SAR影像的時(shí)間周期內(nèi)，衛(wèi)星的位置必須被控制在一個(gè)范圍，通常需要在數(shù)百米內(nèi)。同時(shí)，天線的姿態(tài)和角度必須相同，才能產(chǎn)生共同頻譜。因此，軌道控制是SAR衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)InSAR最重要的方式。InSAR的定量化精準(zhǔn)度與系統(tǒng)的敏感度密切相關(guān)。行業(yè)內(nèi)檢驗(yàn)一顆SAR衛(wèi)星的質(zhì)量，會(huì)將其是否能做InSAR處理作為核心的考核指標(biāo)。

軌道控制需要消耗能源，攜帶能源的數(shù)量直接取決于衛(wèi)星的體積。因此，過(guò)往InSAR技術(shù)只有國(guó)家級(jí)別的研究機(jī)構(gòu)和大型航天器才能實(shí)現(xiàn)，例如1230kg的TerrSAR-X和2200kg的哨兵一號(hào)。當(dāng)芬蘭小衛(wèi)星企業(yè)ICEYE在2020年5月發(fā)布兩張干涉圖樣張時(shí)，業(yè)內(nèi)普遍感到震驚。ICEYE的小衛(wèi)星重量不到100kg，如果能以如此小的衛(wèi)星重量，通過(guò)18天的重訪周期實(shí)現(xiàn)InSAR，對(duì)小衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展將具有跨時(shí)代的意義。但從業(yè)者認(rèn)為，ICEYE目前發(fā)布的是高頻監(jiān)視圖像，并非InSAR模式，小衛(wèi)星的InSAR數(shù)據(jù)獲取能力尚不成熟。當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)也在密切中國(guó)的民營(yíng)小衛(wèi)星企業(yè)，哪一家能解決小衛(wèi)星姿軌控問(wèn)題，率先推出穩(wěn)定的InSAR服務(wù)。

InSAR技術(shù)雖然作為SAR應(yīng)用領(lǐng)域的重要分支，但其本質(zhì)是為其他行業(yè)提供信息和服務(wù)。因此，要將InSAR技術(shù)落地成具體的服務(wù)，還需要深入了解地球物理、土木、工程、油氣、地質(zhì)災(zāi)害等行業(yè)的知識(shí)，才能將InSAR的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化成其他行業(yè)所需的關(guān)鍵信息。InSAR有兩個(gè)方面主要特長(zhǎng)，一個(gè)是在廣域空間背景下普查識(shí)別正在變形的疑似災(zāi)害體，另一個(gè)是中長(zhǎng)時(shí)間尺度對(duì)已確認(rèn)為災(zāi)害隱患的目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)連續(xù)監(jiān)測(cè)。然而，受限于相位測(cè)量的局限性，InSAR依然難以達(dá)不到地面GNSS觀測(cè)手段的高效性，也做不到短時(shí)間內(nèi)的預(yù)警，因此仍需要其他觀測(cè)手段進(jìn)行輔助。

5.3 極化(Pol-SAR)

極化是電磁波的本質(zhì)屬性之一，是除頻率、幅度、相位之外的又一維重要信息。當(dāng)SAR衛(wèi)星向地面發(fā)射信號(hào)時(shí)，同一目標(biāo)在不同方向的電磁場(chǎng)振動(dòng)下會(huì)產(chǎn)生不同的回波信號(hào)，這就是極化(Pol-SAR)。極化測(cè)量可以大大提高成像雷達(dá)對(duì)目標(biāo)各種信息的獲取能力。不同地物對(duì)極化的響應(yīng)能力不同，利用不同極化的電磁波對(duì)地物進(jìn)行觀測(cè)，能夠得到更加豐富的地物信息。極化的方式主要就兩個(gè)，分別是水平極化（H）和垂直極化（V）。水平極化是指SAR衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)，其無(wú)線電波的振動(dòng)方向是水平方向。垂直極化是指SAR衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)，其無(wú)線電波的振動(dòng)方向是垂直方向。使用H和V線性極化的雷達(dá)系統(tǒng)可以具有常見(jiàn)的四個(gè)雙極化通道（HH、VV、HV、VH），分別表示發(fā)送和接收極化信號(hào)的方式。

全極化技術(shù)難度最高，要求同時(shí)發(fā)射H和V，也就是提供HH、HV、VH和VV四種極化方式。全極化SAR不僅可以提供四種極化的強(qiáng)度影像，還可以通過(guò)目標(biāo)極化分解得到表征目標(biāo)散射或幾何結(jié)構(gòu)信息的極化特征，進(jìn)一步增強(qiáng)地物信息提取能力。

雷達(dá)極化已經(jīng)發(fā)展成為一種比較成熟的技術(shù)，在農(nóng)業(yè)（分辨不同的農(nóng)作物耕地）、森林（植被高度、衰減系數(shù)等生物量的估計(jì)、物種識(shí)別）、地質(zhì)（地質(zhì)結(jié)構(gòu)描述）、水文（表面粗糙度和土壤濕度估計(jì)、雪濕度估計(jì)）、海冰監(jiān)測(cè)（冰齡和厚度估計(jì)）和海洋學(xué)（波特性估計(jì)，熱和波前探測(cè)）等很大范圍內(nèi)都得到廣泛的研究和應(yīng)用。

5.4 其他

Pol-InSAR是當(dāng)前微波遙感最先進(jìn)的技術(shù)之一。Pol-InSAR是極化和干涉兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合， 充分利用了干涉測(cè)量結(jié)果隨極化變化的特性，結(jié)合了極化技術(shù)對(duì)對(duì)方向、紋理等特征敏感的特點(diǎn)，又具備干涉技術(shù)對(duì)高度敏感的特點(diǎn)，因而可以有效識(shí)別和分離同一單元內(nèi)不同高度位置的空間結(jié)構(gòu)特征和散射信息。Pol-InSAR對(duì)于森林或農(nóng)作物高度反演估計(jì)、植被覆蓋區(qū)表面參數(shù)估計(jì)、目標(biāo)三位結(jié)構(gòu)、積雪以及冰蓋參數(shù)估計(jì)等研究都有重要的作用。

為了解決地表形變導(dǎo)致的相位失相干問(wèn)題，出現(xiàn)了永久散射體干涉測(cè)量（PS-InSAR）、小基線干涉測(cè)量（SBAS-InSAR）等干涉疊加技術(shù)。干涉疊加技術(shù)可以同時(shí)處理多幅影像，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)序監(jiān)測(cè)，克服了差分干涉（D-InSAR）中出現(xiàn)的大氣延遲誤差以及失相干問(wèn)題，改善了D-InSAR在小型地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)能力。因?yàn)槠渚哂懈叻直媛屎秃撩准?jí)形變精度，對(duì)于掌握地面的動(dòng)態(tài)變化以及原因分析有很大幫助，主要應(yīng)用于城市、礦區(qū)地表形變的監(jiān)測(cè)分析。

TomoSAR是傳統(tǒng)二維SAR成像技術(shù)的三維擴(kuò)展，其原理是通過(guò)對(duì)同一目標(biāo)地物進(jìn)行多角度干涉測(cè)量，反演其在斜距方向上不同高度的散射值。隨著SAR系統(tǒng)的不斷成熟和處理技術(shù)的進(jìn)步，可參與相干層析的 SAR 數(shù)據(jù)不斷增加。當(dāng)基線數(shù)量增多后，就實(shí)現(xiàn)了在不同角度對(duì)目標(biāo)三維信息的獲取。該技術(shù)可應(yīng)用于城市地表形變監(jiān)測(cè)、森林垂直結(jié)構(gòu)估計(jì)、生物量估計(jì)、冰川變化監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

ISAR是一種國(guó)防領(lǐng)域常用的技術(shù)。SAR一般用于目標(biāo)靜止，雷達(dá)平臺(tái)移動(dòng)時(shí)的情況，需要通過(guò)雷達(dá)在目標(biāo)或場(chǎng)景周圍的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。ISAR技術(shù)則是用于雷達(dá)靜止但目標(biāo)處于運(yùn)動(dòng)中的場(chǎng)景，主要使用于飛機(jī)、坦克、艦船和導(dǎo)彈等。ISAR技術(shù)關(guān)鍵在于后期數(shù)據(jù)處理，與雷達(dá)天線本身無(wú)關(guān)。

六、雷達(dá)衛(wèi)星應(yīng)用方向

在地質(zhì)勘探方面，SAR衛(wèi)星的大范圍探測(cè)優(yōu)勢(shì)得到體現(xiàn)，利用SAR數(shù)據(jù)可以分析地貌特征和構(gòu)造現(xiàn)象， 甚至可以對(duì)巖體巖性和淺部埋藏地質(zhì)體進(jìn)行初步解譯。在地物分類方面，多頻率、多極化的SAR，可以幫助分析目標(biāo)的多種屬性，提高分類精度，在一定程度上避免了噪聲干擾。多時(shí)相干涉SAR得到的分類結(jié)果更加精確，也可以更好地分辨隨時(shí)間變化的土地覆蓋情況。

SAR衛(wèi)星的干涉成像功能，可以在人員罕至的地區(qū)獲得毫米級(jí)的形變高精度信息，對(duì)受災(zāi)地區(qū)的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，方便指導(dǎo)救災(zāi)，也可以幫助進(jìn)行災(zāi)后的分析和研究。如對(duì)于地震災(zāi)害，InSAR可以監(jiān)測(cè)活躍地震帶及滑坡的微小形變信息，對(duì)地震的同震和震后形變進(jìn)行反演，幫助了解地震、分析地震的過(guò)程和機(jī)制。除此之外，SAR還可以幫助對(duì)城市地表沉降、礦區(qū)沉降、滑坡、雪災(zāi)、火山和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)地表沉降的動(dòng)態(tài)和滑坡形成過(guò)程，獲取臺(tái)風(fēng)時(shí)的海面風(fēng)速信息等，幫助相關(guān)單位及部門及時(shí)作出災(zāi)情預(yù)警及評(píng)估等決策。

SAR衛(wèi)星由于不受天氣和晝夜光線的影響，可在水災(zāi)洪澇發(fā)生的第一時(shí)間抓取受災(zāi)區(qū)域衛(wèi)星圖像，并分析洪水的演進(jìn)變化，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與量化分析，為相關(guān)企業(yè)或部門提供持續(xù)的最新的災(zāi)區(qū)影像，幫助其在全局層面掌握災(zāi)情動(dòng)態(tài)，為其應(yīng)急處理及決策提供依據(jù)。洪災(zāi)過(guò)后，可對(duì)淹沒(méi)農(nóng)田面積，淹沒(méi)房屋面積進(jìn)行量化評(píng)估，也可調(diào)取歷史洪災(zāi)大數(shù)據(jù)，確保相關(guān)企業(yè)或部門準(zhǔn)確進(jìn)行洪災(zāi)定損及精算。

SAR衛(wèi)星在海洋領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，包括船舶識(shí)別、溢油監(jiān)測(cè)、海底地形反演、海浪監(jiān)測(cè)、內(nèi)波反演等。在船舶識(shí)別監(jiān)測(cè)方面，由于海洋水面呈現(xiàn)暗色調(diào)，船只呈現(xiàn)明亮光斑，不同類型船只在雷達(dá)圖像上的有典型的特征，通過(guò)算法可以進(jìn)行分類識(shí)別，并匹配AIS信息快速判定并定位非法船只。在海上溢油監(jiān)測(cè)方面，被油膜覆蓋時(shí)的海水表面更加平滑，SAR衛(wèi)星信號(hào)在其上發(fā)生鏡面反射，表現(xiàn)為暗黑色斑塊或條帶特征，與清潔海面相區(qū)分，SAR 可利用油膜對(duì)海面波動(dòng)的抑制造成的后向散射差異進(jìn)行溢油區(qū)域探測(cè)。在海底地形反演方面，SAR衛(wèi)星可以作為海洋調(diào)查船的補(bǔ)充，結(jié)合先驗(yàn)地形特征、水動(dòng)力模型，對(duì)近岸淺海區(qū)域的水下地形進(jìn)行探測(cè)。SAR 還可以進(jìn)行海洋動(dòng)力要素反演，幫助管理海洋交通運(yùn)輸、海上生產(chǎn)、漁業(yè)港口建設(shè)，海洋減震防災(zāi)等。

不同農(nóng)作物在SAR衛(wèi)星影像中表現(xiàn)出不同特征，可以作為農(nóng)作物的分類依據(jù)。將光學(xué)遙感、地面監(jiān)測(cè)以及SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合可顯著地提高農(nóng)作物的分類精度，對(duì)不同季節(jié)、不同環(huán)境的水稻種植進(jìn)行規(guī)劃和管理，監(jiān)測(cè)農(nóng)作物發(fā)育狀況。此外，SAR衛(wèi)星影像還可以對(duì)土壤濕度和植被含水量進(jìn)行評(píng)估。林業(yè)方面，SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)在大范圍森林覆蓋變化監(jiān)測(cè)中有巨大應(yīng)用價(jià)值。利用SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)不僅可以監(jiān)測(cè)森林面積，而且可以獲取垂向信息，進(jìn)而反演森林高度、森林蓄積量等指標(biāo)，為有效地管理和保護(hù)森林、預(yù)防災(zāi)害發(fā)生提供科學(xué)依據(jù)。

數(shù)字高層模型（DEM）是智慧城市、數(shù)字孿生等領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。SAR 數(shù)據(jù)在建立地DEM方面具有監(jiān)測(cè)精度高、范圍廣、全天時(shí)全天候等優(yōu)勢(shì)，可滿足對(duì)于生成高精度DEM的需求。利用SAR衛(wèi)星獲取的DEM數(shù)據(jù)具有更高的時(shí)效性，與研究區(qū)的真實(shí)地面狀況更加相似。也可以結(jié)合其他數(shù)據(jù)開(kāi)展智慧城市應(yīng)用，監(jiān)測(cè)城市建筑形變，對(duì)建筑物進(jìn)行精細(xì)結(jié)構(gòu)成像等。

冰川和積雪是重要的水資源，非常易受氣候變化的影響。SAR技術(shù)可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，反演氣候水文循環(huán)的變化過(guò)程。利用SAR數(shù)據(jù)可以進(jìn)行海冰分類，對(duì)冰川地貌進(jìn)行識(shí)別和繪圖，還可以對(duì)冰川的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，研究冰川流速與溫度、季節(jié)、地理位置和地貌條件等多種因素的關(guān)系，并識(shí)別出冰雪融化中的融雪階段，進(jìn)行融雪前后的比較，監(jiān)測(cè)冰雪融化過(guò)程。這對(duì)于掌握積雪變化規(guī)律，避免雪崩和融雪洪災(zāi)等具有重要意義。

七、中外大型SAR衛(wèi)星盤(pán)點(diǎn)

國(guó)家機(jī)構(gòu)與政府單位，一直以來(lái)承擔(dān)了超過(guò)90%的SAR衛(wèi)星制造的任務(wù)，也是SAR影像數(shù)據(jù)最大的買家。即使到了商業(yè)SAR衛(wèi)星時(shí)代，國(guó)家單位依然是主要的制造商，只是在近年放開(kāi)了商業(yè)公司購(gòu)買遙感影像的可能性。區(qū)分國(guó)有SAR衛(wèi)星和民營(yíng)商業(yè)衛(wèi)星最大的一點(diǎn)，就是體積和重量。幾乎所有的大衛(wèi)星都是由國(guó)家機(jī)構(gòu)牽頭制造。受限于成本和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，很少有民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入千公斤級(jí)別的大型SAR衛(wèi)星賽道。因此，大型SAR衛(wèi)星之間的比拼，其實(shí)就是國(guó)家與國(guó)家之間的比拼。

事實(shí)上，在上個(gè)世紀(jì)SAR技術(shù)領(lǐng)先了非常多的美國(guó)，一直在限制國(guó)有SAR衛(wèi)星通過(guò)商業(yè)模式出售遙感影像。以LACROSSE系列為主的SAR衛(wèi)星，更多是作為軍事偵察使用。當(dāng)前大型商業(yè)SAR衛(wèi)星的第一梯隊(duì)國(guó)家，主要包括加拿大和歐洲的德國(guó)、意大利等國(guó)家。除此之外，日本、阿根廷、中國(guó)、印度等國(guó)家也在積極發(fā)展當(dāng)中。

在軌大型SAR衛(wèi)星對(duì)比，36氪經(jīng)公開(kāi)資料整理

7.1 加拿大

從1995年發(fā)射RadarSAT-1衛(wèi)星開(kāi)始，加拿大就是商業(yè)SAR衛(wèi)星的積極參與者。第一代的RadarSAT衛(wèi)星總投入6.2億加拿大幣。受限于90年代的物理特性和航天技術(shù)，分辨率有限，加上商業(yè)SAR的概念過(guò)于前沿，因此商業(yè)影像的銷售情況并不理想。

2007年，加拿大發(fā)射了第二代RadarSAT衛(wèi)星，造價(jià)達(dá)到了20億美元，最高可提供3m空間分辨率的影像。加拿大航天局（CSA）采取和民營(yíng)公司MDA合作的方式開(kāi)發(fā)此衛(wèi)星，由CSA提供約 75%的總體開(kāi)銷，以換取向政府機(jī)構(gòu)提供該衛(wèi)星的遙感圖像。RadarSAT-2雖然設(shè)計(jì)壽命只有7年，但至今仍在服役，總運(yùn)營(yíng)時(shí)間超過(guò)了13年，每年可獲取超過(guò)6萬(wàn)幅遙感影像。

2019年，加拿大航天局通過(guò)SpaceX發(fā)射了3顆最新的RadarSAT衛(wèi)星，形成RCM星座。RCM星座延續(xù)了RadarSAT-2的C波段設(shè)計(jì)，依然是委托CSA的長(zhǎng)期伙伴MDA進(jìn)行制造。

值得一提的是，MDA在2017年與美國(guó)光學(xué)衛(wèi)星頭部企業(yè)DigitalGlobe合并，成立新公司Maxar，總部設(shè)于美國(guó)科羅拉多，并在美國(guó)和加拿大兩邊都上市。但到了2020年，Maxar又將MDA的加拿大業(yè)務(wù)剝離出來(lái)，使其重新回到加拿大的控制。

7.2 歐洲

歐洲也是商業(yè)SAR最早的參與者之一，主要由歐洲航天局（ESA）牽頭負(fù)責(zé)。從1991年發(fā)射ERS-1衛(wèi)星開(kāi)始，歐洲便開(kāi)始了商業(yè)化的探索。2002年，ESA發(fā)射了世界上最大的民用SAR衛(wèi)星——Envisat，耗資29億美元。Envisat衛(wèi)星繼承了ESR星座，設(shè)計(jì)壽命為5年，最終在軌運(yùn)行了10年，于2012年失去聯(lián)系。由于該衛(wèi)星重達(dá)8噸（相當(dāng)于117個(gè)冰眼小衛(wèi)星、31個(gè)星鏈衛(wèi)星的重量），可以說(shuō)是單顆大衛(wèi)星的代表作之一，但其失去運(yùn)作后也成為巨大的太空垃圾。2014年與2017年，ESA發(fā)射了Envisat衛(wèi)星的繼承者——兩顆哨兵衛(wèi)星（Sentinel），并計(jì)劃于近兩年發(fā)射第三和第四顆進(jìn)行補(bǔ)網(wǎng)。從ERS，到Envisat，再到哨兵衛(wèi)星，ESA一直堅(jiān)持使用C波段，也保證了數(shù)據(jù)和應(yīng)用的連續(xù)性。

同時(shí)，為了能夠在森林監(jiān)測(cè)方面取得更多進(jìn)展，歐洲計(jì)劃于2023年發(fā)射P波段的BIOMASS雷達(dá)衛(wèi)星，以評(píng)估陸地碳儲(chǔ)量并更好地了解地球的碳循環(huán)機(jī)制。

在遙感數(shù)據(jù)分發(fā)方面，ESA最開(kāi)始實(shí)行雙軌制。對(duì)于ERS衛(wèi)星和Envisat衛(wèi)星，如果是科研用途使用者，可以直接通過(guò)ESA的渠道申請(qǐng)數(shù)據(jù)，以接近成本的價(jià)格獲取數(shù)據(jù)。如果是商業(yè)用途，則需要通過(guò)ESA指定的數(shù)據(jù)代理商進(jìn)行采購(gòu)，通過(guò)市場(chǎng)價(jià)購(gòu)買。到了哨兵衛(wèi)星時(shí)代，歐盟希望通過(guò)哥白尼對(duì)地觀測(cè)計(jì)劃（Copernicus）扶持歐洲的航天產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用，因此將哨兵衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)不限用途進(jìn)行免費(fèi)分發(fā)。得益于免費(fèi)政策，哨兵一號(hào)數(shù)據(jù)成為全球下載量最大的SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)，也是InSAR應(yīng)用在這幾年能夠迅速發(fā)展的關(guān)鍵推手。

除了在歐盟哥白尼計(jì)劃的大框架下，歐洲部分國(guó)家也有自己的一些商業(yè)SAR衛(wèi)星，主要包括德國(guó)、意大利和西班牙。由于歐洲航天局已經(jīng)使用了C波段，因此這三個(gè)國(guó)家使用的都是X波段SAR衛(wèi)星：

7.2.1 德國(guó)

德國(guó)的SAR衛(wèi)星研究主要依托于德國(guó)宇航中心（DLR）旗下的微波雷達(dá)研究所，是全球最領(lǐng)先的SAR技術(shù)和應(yīng)用機(jī)構(gòu)之一。德國(guó)最早的SAR衛(wèi)星是用于軍事用途的SAR-Lupe衛(wèi)星，該衛(wèi)星是德國(guó)第一顆軍用衛(wèi)星，也標(biāo)志著歐洲SAR軍事偵察衛(wèi)星完成組網(wǎng)，具備獨(dú)立、全天時(shí)、全天候、高分辨率的軍事偵察能力。

此后，DLR又發(fā)射了兩顆SAR衛(wèi)星，分別是2007年發(fā)射的TerraSAR-X衛(wèi)星和2010年發(fā)射的TanDEM-X星。這兩顆衛(wèi)星搭載了相同的載荷，最高分辨率均為米級(jí)，共同組成高分辨率干涉測(cè)量SAR衛(wèi)星星座。TerraSAR-X是德國(guó)早期研制的一顆高分辨率SAR衛(wèi)星，由商業(yè)公司Astrium負(fù)責(zé)影像的銷售業(yè)務(wù)，單幅影像價(jià)格在數(shù)千歐元不等，銷售情況非常好。

7.2.2 西班牙

跟隨著德國(guó)的腳步，西班牙于2018年發(fā)射了PAZ雷達(dá)衛(wèi)星，也是西班牙的第一顆軍事衛(wèi)星，影像可作為商業(yè)用途。該衛(wèi)星與德國(guó)的TerraSAR-X和TanDEM-X衛(wèi)星運(yùn)行在同一軌道上，相當(dāng)于加入組網(wǎng)，將干涉重訪周期從11天減少到平均4天。該衛(wèi)星由空客公司（Airbus）和Hisdesat共同開(kāi)發(fā)，Hisdesat負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

7.2.3 意大利

意大利的SAR衛(wèi)星研究主要由意大利航天局（ASI）負(fù)責(zé)。從2007年到2010年，意大利發(fā)射了四顆COSMO-SkyMed第一代衛(wèi)星，形成了四星組網(wǎng)。與德國(guó)和西班牙一樣，意大利的這四顆衛(wèi)星也是軍民兩用衛(wèi)星。2019年12月，意大利COSMO-SkyMed第二代衛(wèi)星，也是世界上第一個(gè)能夠同時(shí)獲取兩幅圖像的SAR衛(wèi)星系統(tǒng)。就像德國(guó)和西班牙合作一樣，意大利選擇與阿根廷合作，將阿根廷SAOCOM衛(wèi)星與COSMO-SkyMed衛(wèi)星聯(lián)合運(yùn)營(yíng)，以提供與應(yīng)急管理相關(guān)的高頻信息。

COSMO-SkyMed衛(wèi)星的整體銷售情況也非常不錯(cuò)，在全球范圍有大量的代理商與客戶。中國(guó)InSAR應(yīng)用頭部公司東方至遠(yuǎn)，也是COSMO-SkyMed衛(wèi)星數(shù)據(jù)的中國(guó)區(qū)獨(dú)家總代理商。

7.2.4 俄羅斯

俄羅斯在SAR衛(wèi)星領(lǐng)域也在積極探索。目前已發(fā)射了用于溫室氣體排放監(jiān)測(cè)的X波段Smotr衛(wèi)星，以及出口到南非作為軍事用途的S波段衛(wèi)星Kondor-E。

7.3 阿根廷

阿根廷作為南美航天的代表力量，除了在光學(xué)領(lǐng)域有和中國(guó)密切合作的商業(yè)公司Satellogic，阿根廷航天局在SAR衛(wèi)星領(lǐng)域也一直在推動(dòng)進(jìn)程。

2018年和2020年，阿根廷航天局分別發(fā)射了SAOCOM1-A和SAOCOM1-B兩顆衛(wèi)星，每顆星重量在3噸左右。SAOCOM衛(wèi)星的工作波段是用于地球科學(xué)和地球物理領(lǐng)域的L波段，衛(wèi)星主要任務(wù)是收集地球土壤濕度信息。

7.4 日本

作為亞洲航天的重要力量之一，日本的SAR衛(wèi)星研究由日本宇航局（JAXA）負(fù)責(zé)。2014年，日本發(fā)射了ALOS-2號(hào)衛(wèi)星，搭載了一顆L波段的SAR傳感器，旨在用于亞太地區(qū)的制圖、海上交通監(jiān)測(cè)和災(zāi)害監(jiān)測(cè)。日本選擇L波段有其特定的環(huán)境原因。由于日本處在地震高發(fā)帶，且三分之二的地面被植被覆蓋。L波段獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在于可以部分穿透植被并到達(dá)地面，從而同時(shí)獲取植被和地面信息。因此日本很早就對(duì)L波段進(jìn)行專門的研究，當(dāng)前在國(guó)際上也有一定優(yōu)勢(shì)。除此之外，德國(guó)計(jì)劃于2022年發(fā)射TanDEM-L衛(wèi)星，也將瞄準(zhǔn)L波段。

在數(shù)據(jù)銷售方面，ALOS-2在全球范圍也有良好的市場(chǎng)。在中國(guó)，ALOS-2的影像主要由博宇智圖負(fù)責(zé)總代理。

7.5 中國(guó)

電子所

我國(guó)對(duì)SAR的研究工作開(kāi)始于上世紀(jì)70年代。1979年，由中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所（簡(jiǎn)稱“電子所”）獲得國(guó)內(nèi)首幅SAR圖像。80年代，電子所成功研制了分辨率為10m的機(jī)載SAR實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)。此后三十余年，電子所獲得了國(guó)內(nèi)第一部極化SAR、第一部多維度SAR、機(jī)載SAR分辨率優(yōu)于0.1m等成就。星載SAR方面，電子所于1997年完成了L波段星載SAR工程樣機(jī)的研制工作。發(fā)展至今，我國(guó)90%以上的星載SAR衛(wèi)星載荷，都是由電子所負(fù)責(zé)研制。

目前，我國(guó)有高分三號(hào)、環(huán)境一號(hào)C、齊魯一號(hào)等民用SAR衛(wèi)星的載荷總體，主要由電子所研制。2012年11月19日，我國(guó)首顆民用SAR衛(wèi)星環(huán)境一號(hào)C星（HJ-1C）成功發(fā)射，星上搭載了S波段雷達(dá)，單視模式空間分辨率為5米，距離向四視分辨率為20米。2016年8月10號(hào)，高分三號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，這是我國(guó)首顆分辨率達(dá)到1米的C波段SAR衛(wèi)星。2021年11月23日，高分三號(hào)02星成功發(fā)射，該星充分繼承了高分三號(hào)衛(wèi)星技術(shù)方案，運(yùn)行于755公里高度太陽(yáng)同步回歸軌道，主要載荷為C波段合成孔徑雷達(dá)，發(fā)射入軌后將與在軌運(yùn)行的高分三號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行組網(wǎng)，形成海陸雷達(dá)衛(wèi)星星座，具備1米分辨率、1天重訪的能力，此外還增加了船舶自動(dòng)身份識(shí)別信號(hào)接收系統(tǒng)和星上實(shí)時(shí)處理功能。

接下來(lái)，我國(guó)的民用科研星陸探一號(hào)衛(wèi)星（LT-1），將采取雙星編隊(duì)的方式，預(yù)計(jì)將在未來(lái)數(shù)月內(nèi)發(fā)射。該衛(wèi)星立足于面向1：5萬(wàn)比例尺地形圖測(cè)繪，致力于解決中國(guó)全境高程數(shù)據(jù)，特別是多云多雨地區(qū)長(zhǎng)期存在的數(shù)據(jù)來(lái)源、精度、質(zhì)量不一致的問(wèn)題。

在非民用領(lǐng)域，我國(guó)有遙感衛(wèi)星1號(hào)、3號(hào)、10號(hào)衛(wèi)星。最高分辨率5米，主要用于國(guó)防用途。除特大自然災(zāi)害等事件外，較少公布相關(guān)影像，不具備商業(yè)化背景。

因此，當(dāng)前在我國(guó)商業(yè)SAR領(lǐng)域，有載荷研制的能力的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，基本上都具有電子所的學(xué)術(shù)科研背景。電子所與民營(yíng)企業(yè)銀河航天、九天微星之間的合作非常密切。

38所

除電子所外，有能力參與SAR衛(wèi)星總體研制的團(tuán)隊(duì)還有中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第38研究所（簡(jiǎn)稱“38所”）。38所過(guò)往以機(jī)載SAR領(lǐng)域的研究為主，較少接觸星載SAR的終端電子設(shè)備和載荷總體，因此當(dāng)前也在加緊研發(fā)當(dāng)中。38所與民營(yíng)企業(yè)天儀研究院的合作非常密切。

2021年9月28日，38所正式發(fā)布了“天仙星座”計(jì)劃。該星座是由96顆輕小型、高性能SAR雷達(dá)衛(wèi)星構(gòu)成的衛(wèi)星星座，部署在多個(gè)軌道面，可為我國(guó)在海洋環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)及土地利用等領(lǐng)域提供服務(wù)。天仙星座致力于為全球每一位用戶提供及時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)服務(wù)，通過(guò)多星組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)服務(wù)能力，通過(guò)X和C雙頻搭配、高低分辨率統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，可兼顧軍民融合應(yīng)用。

星座試驗(yàn)星“海絲一號(hào)”是我國(guó)首顆商業(yè)SAR衛(wèi)星，由38所和天儀研究院合作研制，于2020年12月22日發(fā)射，基于C頻段輕量化有源相控陣天線技術(shù)和一體化中央電子設(shè)備集成技術(shù)研制，整星重量小于185kg，方位向最高分辨率1米。據(jù)悉，該星座明年有4顆衛(wèi)星的發(fā)射計(jì)劃。根據(jù)發(fā)射協(xié)議，天仙星座首批SAR衛(wèi)星的首發(fā)星將于2022年2月下旬搭載長(zhǎng)征八號(hào)火箭發(fā)射入軌。后續(xù)多顆衛(wèi)星計(jì)劃于2022年三季度完成發(fā)射，力爭(zhēng)2023年初步形成每天響應(yīng)1-2次的全球服務(wù)能力。

其他

雖然電子所幾乎囊括了我國(guó)星載SAR領(lǐng)域的所有成就，尤其是在載荷研制領(lǐng)域。但我國(guó)有不少SAR領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)，因此有許多其他單位也在嘗試進(jìn)入星載SAR領(lǐng)域。2021年8月19日，中國(guó)成功將兩顆天繪二號(hào)02雷達(dá)測(cè)繪衛(wèi)星送入軌道，其有效載荷系統(tǒng)由中國(guó)電科14所研制。該衛(wèi)星為軍民兩用衛(wèi)星，主要使用InSAR技術(shù)來(lái)收集3D地形圖的立體數(shù)據(jù)，用于開(kāi)展科學(xué)試驗(yàn)研究、國(guó)土資源普查、地圖測(cè)繪等任務(wù)。

當(dāng)前和SAR領(lǐng)域研究相關(guān)的科研單位包括西安電子科技大學(xué)、中國(guó)航天科工二院23所、北京理工大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、 電子科技大學(xué)等。部分單位過(guò)往有機(jī)載SAR的研制經(jīng)驗(yàn)，也在成像理論探索、星上處理系統(tǒng)、技術(shù)分析、實(shí)驗(yàn)論證和系統(tǒng)研制等方面做了許多工作。

除此之外，廈門大學(xué)也正在構(gòu)建由32顆SAR、水色和高分辨光學(xué)衛(wèi)星等構(gòu)成的“海絲”系列衛(wèi)星星座，輻射我國(guó)東南沿海和一帶一路沿線國(guó)家和地區(qū)。

航天科技集團(tuán)旗下的中國(guó)四維投資、世景公司提出了在2022年左右建成一個(gè)“16+4+4+X”的0.5米級(jí)高分辨率的商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，其中包括了4顆微波衛(wèi)星。據(jù)悉，中國(guó)四維近期即將發(fā)射X波段SAR衛(wèi)星。

7.6 其他

除中國(guó)與日本外，亞洲地區(qū)還有印度的C波段RISAT-1衛(wèi)星、韓國(guó)的X波段Kompsat-5衛(wèi)星、以色列的X波段TecSAR衛(wèi)星也值得關(guān)注。

美國(guó)和印度合作，計(jì)劃于2023年發(fā)射的NiSAR衛(wèi)星，也采用了L波段以及S波段。該衛(wèi)星定位于研究自然災(zāi)害和全球環(huán)境變化，12天時(shí)間即可完成一次全球地表成像，所有數(shù)據(jù)將向公眾免費(fèi)開(kāi)放。

在成功發(fā)射“海絲一號(hào)”和“海絲二號(hào)”衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，廈門大學(xué)正在構(gòu)建由32顆SAR、水色和高分辨光學(xué)衛(wèi)星等構(gòu)成的“海絲”系列衛(wèi)星星座，輻射我國(guó)東南沿海和一帶一路沿線國(guó)家和地區(qū)。

八、全球民營(yíng)小型SAR衛(wèi)星玩家盤(pán)點(diǎn)

隨著航天工業(yè)技術(shù)的不斷成熟，小衛(wèi)星已經(jīng)成為全球衛(wèi)星行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。為了促進(jìn)小衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展，許多國(guó)家在官方和民營(yíng)層面都達(dá)成了共識(shí)，國(guó)營(yíng)層面負(fù)責(zé)成本較高，穩(wěn)定性要求高的大衛(wèi)星，民營(yíng)層面負(fù)責(zé)成本較低，迭代速度要求較快的小衛(wèi)星，SAR衛(wèi)星行業(yè)也不例外。

雖然傳統(tǒng)的大型SAR衛(wèi)星領(lǐng)域有空客、波音、薩里等大型企業(yè)，但這些企業(yè)或多或少都有國(guó)家力量在背后支持，留給風(fēng)險(xiǎn)資金參與的機(jī)會(huì)較少。而小型商業(yè)SAR衛(wèi)星正處于發(fā)展早期，未來(lái)潛力較大，風(fēng)險(xiǎn)和收益都處于較高的狀態(tài)，屬于風(fēng)險(xiǎn)資金行業(yè)喜歡的項(xiàng)目。因此，本文主要列舉商業(yè)衛(wèi)星上游的小衛(wèi)星制造企業(yè)。對(duì)于下游的SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用企業(yè)，由于種類繁多，將另開(kāi)篇幅討論。

8.1 ICEYE（冰眼）

芬蘭ICEYE是當(dāng)前全球在雷達(dá)小衛(wèi)星領(lǐng)域最領(lǐng)先的企業(yè)，也是歐洲的代表公司。

ICEYE團(tuán)隊(duì)成立于芬蘭阿爾托大學(xué)納米衛(wèi)星小組Aalto-1。2018年1月發(fā)射首顆驗(yàn)證星ICEYE-X1，該衛(wèi)星是全球第一顆重量不到100kg的SAR衛(wèi)星。2019年8月，ICEYE開(kāi)始向全球客戶提供1m分辨率的商業(yè)衛(wèi)星影像。2020年3月，ICEYE宣布提供0.25m分辨率的雷達(dá)衛(wèi)星圖像服務(wù)，并發(fā)布了其最新的視頻SAR產(chǎn)品預(yù)覽版。2020年5月，ICEYE發(fā)布干涉影像樣張產(chǎn)品，成為第一家在小衛(wèi)星領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)干涉功能的企業(yè)。但有從業(yè)者認(rèn)為，ICEYE目前宣布的是高頻監(jiān)視圖像，并非干涉模式，小衛(wèi)星的干涉數(shù)據(jù)獲取能力尚不成熟。

截止目前，ICEYE已發(fā)射了14顆衛(wèi)星，目標(biāo)是在2022年將其在軌衛(wèi)星數(shù)量擴(kuò)展到超過(guò)18顆。在2021年10月，美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)局（NGA）發(fā)布的報(bào)告中，ICEYE的重訪速度被評(píng)為全球第一名。

ICEYE與歐空局ESA有緊密的合作關(guān)系。ICEYE宣布提供商業(yè)SAR衛(wèi)星影像時(shí)，歐空局的開(kāi)源SAR處理軟件Snap toolbox就在第一時(shí)間支持導(dǎo)入該數(shù)據(jù)。由于SAR衛(wèi)星源影像處理流程非常復(fù)雜，處理技術(shù)門檻較高，許多遙感產(chǎn)學(xué)研應(yīng)用方需要依賴相關(guān)軟件進(jìn)行影像處理。因此Snap toolbox的支持，也為許多下游應(yīng)用商采購(gòu)ICEYE數(shù)據(jù)解決了后顧之憂。除此之外，ICEYE于2021年10月宣布正式加入歐盟哥白尼對(duì)地觀測(cè)計(jì)劃，成為第一家為哥白尼計(jì)劃提供影像的商業(yè)SAR衛(wèi)星公司。同時(shí)，ICEYE還與瑞士再保險(xiǎn)企業(yè)Swiss Re、數(shù)據(jù)分析公司RS Metrics等公司達(dá)成了戰(zhàn)略合作關(guān)系，在保險(xiǎn)理賠、期貨交易等方面預(yù)測(cè)分析。

融資方面，ICEYE在2020年9月完成了8700萬(wàn)美元的C輪融資。迄今為止，ICEYE共籌集了1.52億美元的資金。

8.2 Capella Space

美國(guó)Capella Space是全球雷達(dá)小衛(wèi)星領(lǐng)域的第一梯隊(duì)企業(yè)，也是美國(guó)的代表公司。

成立于2016年的Capella Space，并獲得300萬(wàn)美元的種子輪融資。2018 年，Capella Space發(fā)射了美國(guó)第一顆測(cè)試衛(wèi)星。迄今為止，Capella Space總共籌集了8000萬(wàn)美元的資金。Capella Space一直在進(jìn)行宣傳，強(qiáng)調(diào)美國(guó)必須奪回商業(yè)SAR領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊定位。Capella Space原計(jì)劃在2020年發(fā)射7顆衛(wèi)星，但由于疫情和各方面的原因，發(fā)射任務(wù)一直在延期。因此，在2020年8月底發(fā)射第一顆業(yè)務(wù)星之前，Capella Space一直飽受業(yè)內(nèi)的質(zhì)疑。

目前，Capella Space共有5顆在軌衛(wèi)星，空間分辨率可達(dá)到0.5m，重量約為112kg。Capella Space希望打造一個(gè)36顆衛(wèi)星組網(wǎng)的SAR衛(wèi)星星座，實(shí)現(xiàn)每小時(shí)的全球范圍重訪，在時(shí)間和價(jià)格方面建立優(yōu)勢(shì)。

在2021年10月，美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)局（NGA）發(fā)布的報(bào)告中，Capella Space的空間分辨率被評(píng)為全球第一名。美國(guó)政府目前在全球范圍內(nèi)是最大的SAR衛(wèi)星影像采購(gòu)方之一。作為一家美國(guó)的企業(yè)，Capella Space贏得了非常多美國(guó)政府和軍方的訂單，其客戶包括美國(guó)空軍、國(guó)家偵察局（NRO）和國(guó)防部國(guó)防創(chuàng)新小組（DIUx），在政府業(yè)務(wù)訂單上具有一定的優(yōu)勢(shì)。

擁有多家知名VC支持的Capella Space，目前是最有希望實(shí)現(xiàn)上市的企業(yè)。作為美國(guó)企業(yè)，當(dāng)前已經(jīng)有多家知名VC支持，并且有在軌衛(wèi)星，即將實(shí)現(xiàn)明確的持續(xù)收入，軍方點(diǎn)名采購(gòu)，因此上市前景較好。

由于與美國(guó)軍方的密切合作關(guān)系，Capella Space目前在中國(guó)市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)處于停滯狀態(tài)。

8.3 Umbra

成立于2015年Umbra，也是當(dāng)前為數(shù)不多實(shí)現(xiàn)在軌驗(yàn)證的商業(yè)SAR衛(wèi)星公司之一。

總部位于美國(guó)加州圣巴巴拉的Umbra，原名為Umbra Lab。在即將發(fā)射第一顆衛(wèi)星之前，公司將Lab（實(shí)驗(yàn)室）去掉，象征著技術(shù)走向成熟應(yīng)用期。

2021年6月，Umbra發(fā)射了第一顆商業(yè)SAR衛(wèi)星，空間分辨率達(dá)到25cm。第一顆衛(wèi)星Umbra-SAR 2001是一顆 50 公斤的衛(wèi)星，配備了X 波段雷達(dá)，主要任務(wù)是測(cè)試技術(shù)和衛(wèi)星設(shè)計(jì)，驗(yàn)證傳感器性能。

目前，Umbra已經(jīng)獲得聯(lián)邦通信委員會(huì)的許可，將以高達(dá)15 cm的分辨率采集影像。Umbra的優(yōu)勢(shì)在于發(fā)明了一種創(chuàng)新的天線設(shè)計(jì)方法，具有業(yè)界領(lǐng)先的輕質(zhì)量、高壓縮比、高增益的特色。該天線收縮狀態(tài)下由于小型冰箱的體積，展開(kāi)可達(dá)到SUV的體積，解決了以前面臨的天線體積、質(zhì)量和功率問(wèn)題。

與其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不同，Umbra的商業(yè)模式主要是銷售SAR圖像，暫時(shí)沒(méi)有計(jì)劃提供地理空間分析的服務(wù)。Umbra構(gòu)建12顆星組成的星座，提供15cm的超高分辨率SAR圖像。

在2021年1月的最新一輪融資中，Umbra獲得了3200 萬(wàn)美元的資金。

8.4 Synspective

成立于2018年2月的Synspective，總部位于日本東京。作為日本商業(yè)SAR代表企業(yè)，成立不到3年時(shí)間便實(shí)現(xiàn)在軌驗(yàn)證，發(fā)展速度非?？?。

Synspective計(jì)劃利用25顆小型SAR衛(wèi)星組成可覆蓋全球的遙感星座，以提供衛(wèi)星數(shù)據(jù)。該公司計(jì)劃在2023年建造一個(gè)6顆衛(wèi)星組成的星座。

2020年12月，Synspective的首顆SAR衛(wèi)星StriX-α通過(guò)新西蘭Rocket Lab的火箭成功發(fā)射入軌，并于2021年2月發(fā)布了首批SAR衛(wèi)星影像。這家日本企業(yè)計(jì)劃在2021年發(fā)射第二顆驗(yàn)證衛(wèi)星，然后開(kāi)啟業(yè)務(wù)星項(xiàng)目。作為業(yè)務(wù)星，StriX β是Synspective將配備X波段雷達(dá)，重量將控制在100公斤內(nèi)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)1-3m的成像分辨率和InSAR技術(shù)。到 2023 年，該公司計(jì)劃發(fā)射該星座的六顆第一顆衛(wèi)星。

作為日本商業(yè)SAR衛(wèi)星企業(yè)的領(lǐng)頭羊，Synspective獲得了日本政府非常多的支持，例如第一代衛(wèi)星的載荷技術(shù)就是由日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)JAXA提供支持。

在2019年的A輪融資中，Synspective獲得了接近1億美元的資金，由包括三菱在內(nèi)的12家機(jī)構(gòu)提供支持。

8.5 PredaSAR

成立于2019年的PredaSAR，總部位于美國(guó)佛羅里達(dá)州。

PredaSAR是Terran Orbital的子公司，與Tyvak納米衛(wèi)星公司屬于姐妹公司關(guān)系。當(dāng)前PredaSAR的CEO是美國(guó)退役空軍少將羅杰·蒂格 (Roger Teague)，董事會(huì)和公司管理層中有許多美國(guó)退伍軍官。公司計(jì)劃建造至少44顆SAR衛(wèi)星組成的星座。

發(fā)射方面，PredaSAR原計(jì)劃于2021年春季搭載SpaceX火箭發(fā)射第一顆SAR衛(wèi)星。但由于全球發(fā)射集體延遲的緣故，PredaSAR至今未發(fā)射第一顆衛(wèi)星。

融資方面，PredaSAR在2020年3月獲得了2500萬(wàn)美元的種子輪融資。

相比于其他美國(guó)商業(yè)SAR衛(wèi)星企業(yè)，PredaSAR的宣傳相對(duì)較少，出現(xiàn)于媒體的次數(shù)遠(yuǎn)少于其他企業(yè)。

8.6 iQPS

成立于2005年的iQPS，隸屬于日本QPS研究所。

iQPS的目標(biāo)是到2025年構(gòu)建36個(gè)衛(wèi)星組網(wǎng)的星座，在10分鐘內(nèi)觀測(cè)的全球任意一個(gè)地點(diǎn)。

2019年11月，iQPS通過(guò)在印度發(fā)射了首顆100千克的SAR衛(wèi)星“IZANAGI”。2021年1月，iQPS通過(guò)SpaceX的火箭成功發(fā)射樂(lè)第二顆衛(wèi)星。

iQPS的業(yè)務(wù)覆蓋范圍較廣，不僅有整星的業(yè)務(wù)，也有大量的零部件產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造業(yè)務(wù)，甚至提供相關(guān)技術(shù)咨詢、會(huì)議組織等服務(wù)。iQPS的客戶包括九州大學(xué)、名古屋大學(xué)、九州工業(yè)大學(xué)、東京大學(xué)、千葉大學(xué)、JAXA等。

融資方面，iQPS在2017年的A輪融資中獲得了20.35億日元的資金，從成立至今總計(jì)融資了30.23億日元（約2700萬(wàn)美元）。

8.7 Trident Space

成立于2016年的Trident Space，總部位于美國(guó)弗吉尼亞州。

Trident Space計(jì)劃在2021年發(fā)射首顆衛(wèi)星。不同于其他初創(chuàng)公司瞄準(zhǔn)的百公斤級(jí)SAR衛(wèi)星，Trident Space的首顆衛(wèi)星重量計(jì)劃為300公斤，分辨率1米，設(shè)計(jì)壽命4年。由于全球整體發(fā)射延遲的緣故，目前這顆衛(wèi)星尚未發(fā)射。首顆衛(wèi)星發(fā)射后，Trident Space計(jì)劃在2023年再發(fā)射6顆衛(wèi)星，提供每天20次的重訪，此后每年發(fā)射12顆衛(wèi)星，最終建造一個(gè)48顆衛(wèi)星星座，使重訪時(shí)間降至10分鐘以下。

根據(jù)Trident Space的CEO卡蘭格蘭的測(cè)算，按每平方公里10美元計(jì)算，每顆衛(wèi)星在使用壽命內(nèi)可以獲得4.4億美元的收入。

Trident Space目前已完成700萬(wàn)美元的A輪融資。

8.8 XpressSAR

成立于2015年10月的Xpress SAR，總部位于美國(guó)弗吉尼亞州。

Xpress SAR計(jì)劃于2024年發(fā)射并運(yùn)營(yíng)四顆高分辨率商業(yè)X波段SAR衛(wèi)星星座，分辨率最高可達(dá)1m。

8.9 其他

商業(yè)小衛(wèi)星雖然受到各個(gè)國(guó)家的支持和資本的追捧，但由于前期的研發(fā)投入成本較高，也有許多項(xiàng)目因?yàn)闊o(wú)法持續(xù)造血而停止運(yùn)營(yíng)，其中包括知名的UrtheCast公司。這家2013年在多倫多上市的加拿大公司，以在國(guó)際空間站安裝了兩顆超高清攝像頭而聞名。該公司曾計(jì)劃搭建由16顆高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星和8顆SAR衛(wèi)星組成的OptiSAR星座，搭載1m級(jí)分辨率的X 波段和5m分辨率L波段傳感器。UrtheCast還分別于2015年和2019年收購(gòu)了Deimos Imaging和Geosys。然而，到2020年10月，UrtheCast終究無(wú)法應(yīng)對(duì)持續(xù)的財(cái)務(wù)危機(jī)，最終宣布破產(chǎn)。

UrtheCast破產(chǎn)有很多原因，但有兩點(diǎn)無(wú)法忽視。一個(gè)是其發(fā)展進(jìn)度較慢，因各類問(wèn)題導(dǎo)致其OptiSAR星座的建設(shè)速度不斷推遲。其次是在OptiSAR星座中的SAR衛(wèi)星主要是1400kg的中型衛(wèi)星，這類衛(wèi)星在發(fā)射市場(chǎng)非常尷尬，沒(méi)法滿足單一重型運(yùn)載火箭的運(yùn)載量，在商業(yè)航天的小衛(wèi)星拼單發(fā)射市場(chǎng)也不受到歡迎。

九、中國(guó)民營(yíng)SAR衛(wèi)星玩家盤(pán)點(diǎn)

相比于已經(jīng)發(fā)射14顆衛(wèi)星的歐洲ICEYE，以及有多家公司成功或在一年內(nèi)即將實(shí)現(xiàn)在軌驗(yàn)證的美國(guó)，中國(guó)的商業(yè)SAR衛(wèi)星行業(yè)還處于非常早期的階段，與中國(guó)龐大的國(guó)防和應(yīng)急需要非常不匹配。當(dāng)前，民營(yíng)企業(yè)僅有天儀研究院一家企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了單顆小型商業(yè)SAR衛(wèi)星的在軌驗(yàn)證。除此之外，智星空間也實(shí)現(xiàn)了一顆6U多光譜遙感衛(wèi)星的在軌驗(yàn)證。

針對(duì)當(dāng)前狀況，本文主要討論已有SAR衛(wèi)星生產(chǎn)或發(fā)射計(jì)劃的企業(yè)。這些企業(yè)不僅有專注于衛(wèi)星制造的上游企業(yè)，也有主營(yíng)業(yè)務(wù)在下游的遙感應(yīng)用與服務(wù)企業(yè)。許多下游的企業(yè)通過(guò)聯(lián)合上游制造方，共同發(fā)射SAR衛(wèi)星，以保障數(shù)據(jù)源的穩(wěn)定供給，也開(kāi)拓企業(yè)自身的服務(wù)和應(yīng)用。

9.1 天儀研究院

成立于2016年的天儀研究院，是我國(guó)小衛(wèi)星行業(yè)的龍頭代表企業(yè)，也是當(dāng)前中國(guó)唯一實(shí)現(xiàn)小型商業(yè)SAR衛(wèi)星在軌驗(yàn)證的企業(yè)。天儀研究院目前共完成了12次太空任務(wù)，成功發(fā)射21顆小衛(wèi)星。

2020年12月，我國(guó)首顆商業(yè)SAR衛(wèi)星“海絲一號(hào)”試驗(yàn)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星是中國(guó)第一顆平板可折疊衛(wèi)星，也是國(guó)際首顆C波段輕小型商業(yè)合成孔徑雷達(dá)遙感衛(wèi)星，整星重量小于185kg，方位向最高分辨率1米。

根據(jù)官網(wǎng)報(bào)道，天儀研究院計(jì)劃在2023年完成56顆SAR衛(wèi)星組網(wǎng)，到2025年實(shí)現(xiàn)96顆高分辨率SAR星座的組網(wǎng)。屆時(shí)，對(duì)全球絕大部分地區(qū)，天儀的SAR衛(wèi)星基本可保證每小時(shí)至少一次的覆蓋頻率。除SAR衛(wèi)星外，天儀研究院還有科研衛(wèi)星的產(chǎn)品服務(wù)，目前已實(shí)現(xiàn)多次在軌驗(yàn)證。

據(jù)悉，天儀研究院在2021年有四顆SAR衛(wèi)星投產(chǎn)，預(yù)計(jì)將于2022年第一季度發(fā)射下一顆SAR衛(wèi)星。天儀研究院在SAR衛(wèi)星方面的主要合作伙伴包括38所。

融資方面，天儀研究院于2021年完成C輪融資。2021年9月，天儀研究院完成最新一輪融資，投資方為沄柏資本旗下海河沄柏產(chǎn)業(yè)投資基金。

9.2 智星空間

成立于2018年5月的智星空間，專注于SAR衛(wèi)星的制造和運(yùn)營(yíng)，具備星載一體化設(shè)計(jì)能力，是國(guó)內(nèi)首家報(bào)備X波段SAR衛(wèi)星的單位。

2020年12月，公司首發(fā)星“智星一號(hào)A星”成功發(fā)射?！爸切且惶?hào)A星”是一顆6U大小的多光譜遙感衛(wèi)星，也是“絲路衛(wèi)星星座”的首發(fā)星。該星座由12顆小型SAR衛(wèi)星組成，計(jì)劃在未來(lái)兩年內(nèi)完成建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全球任意地點(diǎn)小時(shí)級(jí)的按需觀測(cè)重訪。根據(jù)與埃塞俄比亞航天科技研究院達(dá)成的合作協(xié)議，后續(xù)“智星一號(hào)A星”也將服務(wù)于非洲國(guó)家的衛(wèi)星遙感應(yīng)用市場(chǎng)。

智星空間預(yù)計(jì)年底前完成2顆SAR衛(wèi)星“智星二號(hào)X1/X2衛(wèi)星”的出廠測(cè)試，明年上半年搭載發(fā)射。智星二號(hào)X1/X2衛(wèi)星重量約為200kg，是國(guó)內(nèi)首批X波段小型商業(yè)SAR衛(wèi)星，也是“絲路衛(wèi)星”星座工程一期首批商業(yè)SAR衛(wèi)星，具備重訪InSAR的能力。在聚束模式下，測(cè)試的最高分辨率可達(dá)0.5m。

除星載雷達(dá)外，智星空間也在開(kāi)展機(jī)載雷達(dá)的研制工作。“盛景一號(hào)”MiniSAR是智星空間首款自研的小型機(jī)載SAR系統(tǒng)，可集成安裝在多旋翼、固定翼等小型無(wú)人機(jī)上，在2021年11月成功完成中石化管道巡線飛行雷達(dá)成像任務(wù)。

作為陜西省的特色項(xiàng)目，智星空間獲得了陜西省銅川市的大力支持。在“絲路衛(wèi)星星座“的雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)研制項(xiàng)目，智星空間獲得數(shù)億元的大合同，包含12顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)的研制、發(fā)射和在軌測(cè)運(yùn)控服務(wù)，建設(shè)周期為兩年。同時(shí)，智星空間也在地方政府的支持下搭建具備衛(wèi)星整裝集成測(cè)試能力的衛(wèi)星工廠。

2019年5月，智星空間完成數(shù)千萬(wàn)元人民幣天使輪融資，由哈工創(chuàng)投領(lǐng)投，宣城火花基金和同潤(rùn)科投跟投；2020年12月，智星空間完成數(shù)千萬(wàn)元Pre-A輪融資，由銅川產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金戰(zhàn)略投資。

9.3 航天宏圖

成立于2008年的航天宏圖，是國(guó)內(nèi)頭部衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)與應(yīng)用服務(wù)提供商，已經(jīng)于2019年在科創(chuàng)板上市。

2021年7月，航天宏圖發(fā)布公告，將通過(guò)一箭四星的形式，建設(shè)由4顆SAR衛(wèi)星組成的航天宏圖一號(hào)（PIESAT-1）星座，具有InSAR能力，可制作高精度數(shù)字表面模型（DSM）相關(guān)應(yīng)用，并執(zhí)行全球非極區(qū)1:5萬(wàn)比例尺測(cè)繪任務(wù)。該星座研制費(fèi)用為2.4億元，合作方包括中國(guó)空間技術(shù)研究院（航天五院）與銀河航天。

航天宏圖屬于典型的下游應(yīng)用端回溯上游供給側(cè)的企業(yè)。在企業(yè)完成上市獲得充裕的現(xiàn)金流，通過(guò)合作的形式與上游SAR衛(wèi)星制造方共同搭建星座，以此獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源，擴(kuò)展應(yīng)用。航天宏圖的下游產(chǎn)品線非常豐富，無(wú)論是遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理軟件和云平臺(tái)，還是面向各個(gè)行業(yè)的垂直解決方案，都已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。因此，選擇向上游擴(kuò)展，既可以豐富下游應(yīng)用的數(shù)據(jù)源，也可以進(jìn)一步拓展公司第二曲線，實(shí)現(xiàn)收入穩(wěn)定持續(xù)快速增長(zhǎng)，對(duì)二級(jí)市場(chǎng)予以更大的想象空間和發(fā)展前景。值得關(guān)注的是，航天宏圖計(jì)劃通過(guò)一箭四星的形式進(jìn)行發(fā)射。雖然一箭四星的方式有利于控制成本，但是對(duì)于火箭發(fā)射穩(wěn)定性也有較高的要求。據(jù)悉，航天宏圖仍有更多SAR衛(wèi)星星座建設(shè)計(jì)劃。

9.4 四象愛(ài)數(shù)

與航天宏圖類似，四象愛(ài)數(shù)也是從下游應(yīng)用端回溯到上游制造的企業(yè)。

成立于2017年的四象愛(ài)數(shù)，主營(yíng)業(yè)務(wù)為遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分析和處理，推出了包括基建安全、農(nóng)業(yè)、金融等領(lǐng)域的應(yīng)用。四象愛(ài)數(shù)在金融保險(xiǎn)領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢(shì)，與國(guó)泰君安、南華期貨、葦萊保險(xiǎn)等金融機(jī)構(gòu)開(kāi)展廣泛合作，并有多個(gè)另類數(shù)據(jù)產(chǎn)品上線萬(wàn)得資訊、同花順、Neudata等金融數(shù)據(jù)平臺(tái)。

據(jù)悉，四象愛(ài)數(shù)正在研制200kg的SAR衛(wèi)星，目前已完成總體方案設(shè)計(jì)、衛(wèi)星與載荷技術(shù)接口設(shè)計(jì)、機(jī)載飛行試驗(yàn)，預(yù)計(jì)可達(dá)到米級(jí)分辨率，總投入約在數(shù)千萬(wàn)元。四象愛(ài)數(shù)原定于2021年6月進(jìn)行發(fā)射，目前發(fā)射計(jì)劃已推遲。

9.5 中科衛(wèi)星

成立于2020年12月的中科衛(wèi)星，是由中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱“空天院”）創(chuàng)辦的新型混合所有制企業(yè)，提供衛(wèi)星研制，整星設(shè)計(jì)等服務(wù)，總部位于山東濟(jì)南。

中科衛(wèi)星的首席科學(xué)家為空天院高級(jí)專務(wù)鄧云凱研究員，曾任我國(guó)第一顆微波成像雷達(dá)衛(wèi)星載荷主任設(shè)計(jì)師和衛(wèi)星副總師。

2021年4月，齊魯一號(hào)SAR衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星是近地軌道衛(wèi)星，分辨率約為0.5m，整星重量約150kg，是我國(guó)第一顆Ku波段的高分辨率輕小型SAR衛(wèi)星，具有條帶、聚束、滑動(dòng)聚束多種成像模式。

據(jù)悉，齊魯衛(wèi)星星座總計(jì)有4顆SAR衛(wèi)星的發(fā)射計(jì)劃。該星座由山東產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、空天院等機(jī)構(gòu)多方合作建設(shè)。

9.6 感知起源

成立于2021年6月的感知起源，是商業(yè)SAR領(lǐng)域的最新團(tuán)隊(duì)之一，創(chuàng)始人為馬兵強(qiáng)博士，中科院電子所SAR專業(yè)，具有豐富的SAR型號(hào)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。感知起源是國(guó)內(nèi)首家專注于小衛(wèi)星SAR載荷研發(fā)的商業(yè)公司，核心產(chǎn)品瞄準(zhǔn)百公斤級(jí)。公司計(jì)劃與產(chǎn)業(yè)上下游的合作伙伴，攜手共建小衛(wèi)星SAR星座，提供高分辨率雷達(dá)數(shù)據(jù)，補(bǔ)充國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)的空缺，服務(wù)于應(yīng)急救災(zāi)、金融保險(xiǎn)、自然資源和環(huán)境保護(hù)等重要領(lǐng)域。

目前，團(tuán)隊(duì)已獲得數(shù)百萬(wàn)種子輪融資，正在進(jìn)行下一輪融資。

9.7 歐比特

成立于2000年的珠海歐比特宇航科技股份有限公司，現(xiàn)隸屬于珠海國(guó)資委，由珠海格力集團(tuán)控股。

“珠海一號(hào)”衛(wèi)星星座，是由歐比特發(fā)射并運(yùn)營(yíng)的商業(yè)遙感微納衛(wèi)星星座。 整個(gè)星座由34顆衛(wèi)星組成，涵蓋了視頻衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星、高分光學(xué)衛(wèi)星和紅外衛(wèi)星。其中，歐比特計(jì)劃發(fā)射兩顆2顆OSS雷達(dá)衛(wèi)星。

9.8 中科遙感

成立于2005年的中科遙感，是最早提出要建設(shè)SAR衛(wèi)星星座的企業(yè)之一。

2017年9月，中科遙感SAR新型衛(wèi)星星座首發(fā)星“深圳一號(hào)”正式啟動(dòng)會(huì)在深圳召開(kāi)。主要項(xiàng)目參與單位包括中科遙感（深圳）衛(wèi)星應(yīng)用創(chuàng)新研究院、深圳航天東方紅海特衛(wèi)星、北京遙測(cè)技術(shù)研究所等三家單位，計(jì)劃發(fā)射8顆小型SAR衛(wèi)星以搭建星座。其中，“深圳一號(hào)”是一顆X波段微小型SAR衛(wèi)星，具備國(guó)內(nèi)重點(diǎn)城市2天的重訪周期，具備單星InSAR能力。

2015年12月，深圳曾發(fā)生滑坡事故。為避免相關(guān)災(zāi)害再次發(fā)射，深圳在應(yīng)急防災(zāi)領(lǐng)域有巨大投入，因此對(duì)SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)有較大需求。中科遙感于2017年9月啟動(dòng)項(xiàng)目，是國(guó)內(nèi)最早提出小型SAR衛(wèi)星星座的單位，“深圳一號(hào)”原計(jì)劃于2018年12月具備進(jìn)場(chǎng)發(fā)射條件。然而從項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)至今，該星座構(gòu)建計(jì)劃并沒(méi)有披露更多進(jìn)展消息。

9.9 時(shí)空道宇

成立于2018年的時(shí)空道宇，是吉利科技集團(tuán)旗下的企業(yè)。

時(shí)空道宇的主營(yíng)業(yè)務(wù)為航天信息與通信基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)從星座設(shè)計(jì)、衛(wèi)星研制、星座測(cè)運(yùn)控、衛(wèi)星應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈布局建設(shè)。

根據(jù)時(shí)空道宇的新聞報(bào)道，經(jīng)過(guò)兩年多的時(shí)間，時(shí)空道宇已經(jīng)完成了低軌導(dǎo)航增強(qiáng)雙星研制出廠，遙感AI衛(wèi)星產(chǎn)品發(fā)布，形成了覆蓋10公斤級(jí)至噸級(jí)的衛(wèi)星平臺(tái)產(chǎn)品體系，以及國(guó)內(nèi)首個(gè)C頻段商用衛(wèi)星控制中心的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)從星座設(shè)計(jì)、整星及供應(yīng)鏈產(chǎn)品研制、衛(wèi)星應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

雖然時(shí)空道宇目前尚未發(fā)布SAR衛(wèi)星星座計(jì)劃，但其已經(jīng)在為SAR衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局。時(shí)空道宇的高級(jí)副總裁劉勇，在中科院任職期間，曾擔(dān)任齊魯一號(hào)SAR衛(wèi)星的總設(shè)計(jì)師，深入?yún)⑴c該衛(wèi)星的研制過(guò)程。

航天產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)資金需求巨大，而時(shí)空道宇在航天領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈布局也非常龐大，需要母公司吉利科技持續(xù)的資金投入決心。據(jù)悉，吉利科技當(dāng)前有進(jìn)入手機(jī)市場(chǎng)的計(jì)劃，加上飛行汽車、無(wú)人機(jī)等資金需求巨大的領(lǐng)域，吉利科技的研發(fā)資金需求將非常高。

9.10 九天微星

成立于2015年的九天微星，是國(guó)內(nèi)的微小衛(wèi)星全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)商，為政企客戶提供商業(yè)衛(wèi)星定制、星座核心服務(wù)、行業(yè)終端應(yīng)用和航天科教系統(tǒng)。

九天微星迄今已發(fā)射共計(jì)9顆衛(wèi)星，全部成功在軌交付，于2018年實(shí)現(xiàn)民營(yíng)百公斤級(jí)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)研制和在軌驗(yàn)證。2021年，九天微星衛(wèi)星工廠完成一期工程建設(shè)，進(jìn)入車間產(chǎn)線設(shè)備全面調(diào)試階段。工廠投產(chǎn)后，將具備年產(chǎn)100顆衛(wèi)星的能力。目前，九天微星有多顆商業(yè)衛(wèi)星在研，衛(wèi)星載荷的批量化產(chǎn)線也已啟動(dòng)方案設(shè)計(jì)。

九天微星創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)謝濤告訴36氪，商用SAR衛(wèi)星是一個(gè)新興的需求。九天微星的布局是把“一縱一橫”兩大產(chǎn)業(yè)做實(shí)?！耙豢v”是面向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的端到端產(chǎn)品與服務(wù)?！耙粰M”即是SAR衛(wèi)星的平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用，為SAR衛(wèi)星星座運(yùn)營(yíng)商提供整星研制和在軌交付，通過(guò)“通導(dǎo)遙一體化”的定制解決方案，將衛(wèi)星技術(shù)運(yùn)用普及到應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智慧交通、智慧城市，智慧能源等各個(gè)領(lǐng)域。一縱一橫的交叉點(diǎn)是相控陣天線?；ヂ?lián)網(wǎng)衛(wèi)星和終端需要相控陣天線。SAR衛(wèi)星載荷里面，60-70%也是相控陣設(shè)備。過(guò)去雷達(dá)衛(wèi)星的成本比較高，但隨著現(xiàn)在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)，相控陣成本在降低，技術(shù)越來(lái)越成熟，SAR的商用就變得越來(lái)越可行了。

十、SAR衛(wèi)星行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

小型商業(yè)SAR未來(lái)，在未來(lái)5-10年都將保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，也會(huì)有更多的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)投入該領(lǐng)域。

然而，隨著時(shí)間的推移，留給初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的時(shí)間窗口也越來(lái)越短。無(wú)法在三年時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)在軌驗(yàn)證的初創(chuàng)企業(yè)，將迅速被行業(yè)所淘汰，既無(wú)法尋找到合作訂單，也沒(méi)有辦法尋求新一輪融資。商業(yè)航天行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)很高，風(fēng)險(xiǎn)資本將呈現(xiàn)出極端的馬太效應(yīng)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在軌技術(shù)驗(yàn)證，并且一步步實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的企業(yè)，將獲得大量的資金支持。而無(wú)法在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破的企業(yè)，將被行業(yè)拋棄。

千域空天的創(chuàng)始人藍(lán)天翼認(rèn)為，中國(guó)商業(yè)SAR衛(wèi)星企業(yè)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)都是起步晚。從優(yōu)勢(shì)來(lái)說(shuō)，在商業(yè)模式、研制方法上有豐富的可參考的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于不敢出手這個(gè)領(lǐng)域的投資機(jī)構(gòu)，也會(huì)在看到歐美相關(guān)企業(yè)的發(fā)展后，會(huì)開(kāi)始了解這個(gè)領(lǐng)域并在國(guó)內(nèi)尋找相應(yīng)標(biāo)的。從劣勢(shì)來(lái)說(shuō)，未來(lái)航天的市場(chǎng)都是全球的，歐美公司先一步開(kāi)始在全球領(lǐng)域去售賣數(shù)據(jù)、提供服務(wù)，會(huì)對(duì)后進(jìn)入這一領(lǐng)域的中國(guó)公司造成比較明顯的市場(chǎng)進(jìn)入阻礙。

在發(fā)展方向上，全行業(yè)未來(lái)將呈現(xiàn)巨大趨勢(shì)：

一、小型化，輕量化：對(duì)于研發(fā)成本較高的SAR衛(wèi)星而言，大型和中型衛(wèi)星的研發(fā)和投入成本將拖垮一家初創(chuàng)公司。因此，留給初創(chuàng)公司的機(jī)會(huì)只有200kg以下的小衛(wèi)星。在重量更輕的條件下獲取分辨率更高的影像，將成為決定行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。對(duì)標(biāo)于ICEYE以不到100kg的小衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)0.25m的分辨率，中國(guó)的初創(chuàng)企業(yè)還有許多需要追趕的地方。

二、組網(wǎng)化：組網(wǎng)能力是考驗(yàn)商業(yè)小衛(wèi)星企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。由于小衛(wèi)星受到重量的制約，其姿軌控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命，一直是業(yè)內(nèi)的質(zhì)疑點(diǎn)。SpaceX的星鏈衛(wèi)星曾遭受到行業(yè)的廣泛質(zhì)疑，就是因?yàn)椴糠中l(wèi)星在軌運(yùn)行不到一年就開(kāi)始偏離，業(yè)界擔(dān)心starlink項(xiàng)目的收益無(wú)法填補(bǔ)其每年補(bǔ)網(wǎng)所需要的資金缺口，成為一個(gè)資金的無(wú)底洞。相比之下，許多大衛(wèi)星雖然造價(jià)昂貴，但由于穩(wěn)定性較高，都可以在預(yù)期壽命以上超期服役，降低補(bǔ)網(wǎng)的成本。組網(wǎng)能力還與火箭的運(yùn)載成本以及衛(wèi)星的重量和制造成本息息相關(guān)。如果商業(yè)發(fā)射的成本能進(jìn)一步下探，商業(yè)小衛(wèi)星的重量能將到100kg內(nèi)，那么小衛(wèi)星組網(wǎng)獲取影像的收入將逐漸超過(guò)其運(yùn)營(yíng)成本。

三、獲利于國(guó)際局勢(shì)振蕩：小型商業(yè)SAR衛(wèi)星行業(yè)不能單靠政府的補(bǔ)貼和風(fēng)險(xiǎn)投資來(lái)運(yùn)營(yíng)，必須有更大的應(yīng)用市場(chǎng)，諸如國(guó)防安全，金融保險(xiǎn)，應(yīng)急管理等領(lǐng)域。其中，國(guó)防安全又占據(jù)SAR影像應(yīng)用的大比例。因此，國(guó)際局勢(shì)的穩(wěn)定性對(duì)于SAR衛(wèi)星影像市場(chǎng)有較大影響。如國(guó)際局勢(shì)在未來(lái)二十年內(nèi)保持持續(xù)振蕩的狀態(tài)，SAR影像市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大。

四、降低門檻，減少流程：當(dāng)前商業(yè)SAR衛(wèi)星影像行業(yè)的上下游鏈路較長(zhǎng)，從衛(wèi)星的制造到影像獲取，從數(shù)據(jù)的分發(fā)到影像處理，從終端的產(chǎn)品到行業(yè)應(yīng)用，每一環(huán)都決定了行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。當(dāng)前，由于數(shù)據(jù)較為缺乏，國(guó)產(chǎn)的上下游企業(yè)聯(lián)系有待進(jìn)一步深化。以SAR衛(wèi)星影像處理為例，SAR衛(wèi)星影像處理流程非常復(fù)雜，需要專用的軟件，開(kāi)源的SNAP和付費(fèi)的ENVI是當(dāng)前主要的處理軟件。如后續(xù)國(guó)產(chǎn)SAR衛(wèi)星需要進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用，針對(duì)于處理軟件和平臺(tái)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合必須深化發(fā)展，降低影像的處理門檻。

五、上下游擴(kuò)張：近年來(lái)出現(xiàn)下游數(shù)據(jù)應(yīng)用向上游衛(wèi)星制造擴(kuò)張的公司，說(shuō)明下游感受到了上游數(shù)據(jù)源不足的壓力。同時(shí)，上游衛(wèi)星制造公司也在向下游擴(kuò)張，這都是行業(yè)發(fā)展過(guò)程中不可避免的“內(nèi)卷”。這種現(xiàn)象源自市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)、自身的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客觀也反映了大家對(duì)未來(lái)整體市場(chǎng)蛋糕的看好，畢竟投入不小，如果不是對(duì)未來(lái)有很堅(jiān)定的信心，這樣的投入也是有很大風(fēng)險(xiǎn)的。