2024年8月16日iceye的SAR卫星发射入轨

2024年8月16日,在美国范登堡空军基地,由SpaceX搭载发射,4颗SAR卫星入轨[1]。其中包括为Bayanat (a leading provider of AI-powered geospatial solutions)  and Al Yah Satellite Communications Company PJSC (Yahsat – the UAE’s flagship satellite solutions provider)设计建造的一颗卫星。

2024年4月进行了D2轮融资,超额认购,共9300万美元。

任务能力

ICEYE 星座的每颗卫星都携带一个 X 波段合成孔径雷达 (SAR),使仪器能够“看到”黑暗、云层和雨水,从而随时观察地球。ICEYE 使用 9.75 GHz 的 X 波段频率,波长约为 3 cm,脉冲频率为 2-10 kHz。

ICEYE 持续监控位置的能力对于检测高频变化和响应需要大量决策的真实事件至关重要;这方面的例子包括洪水等自然灾害、船舶监测和溢油监测。ICEYE 数据用于各种行业,包括保险、金融、能源、公用事业、采矿、土木、海事和安全。

性能规格

4 种不同成像模式的 ICEYE 图像:

  • 点成像模式 /
  • 点扩展区域 (SLEA) 成像模式 /
  • 条带成像模式 /
  • 扫描成像模式。

点模式提供最高分辨率,地面分辨率为 1.0 m x 1.0m,并且能够在 20-35° 的入射角下对 5 km x 5 km 的场景进行成像。SLEA 模式提供最大的超高分辨率 SAR 影像,地面分辨率为 1.0m x 1.0m,场景尺寸为 15 km x 15 km,或入射角为 20-35° 时的倾斜分辨率为 0.5m x 1.0 m。条带模式可以对地球上的任何区域进行成像,空间分辨率为 3 m,场景大小为 30 km x 50 km;它的地面分辨率为 3.0 米 x 3.0 米,倾斜分辨率为 0.5-2.5 米 x 3.0 米,入射角为 15-30°。扫描成像模式是一种广域成像模式,能够在 21-29° 的入射角下创建 100 公里 x 100 公里的场景大小,地面分辨率为 15 米 x 15 米。

ICEYE 星座中的每颗卫星的地面轨迹重复时间为 17 天,目前有 21 颗卫星在轨,这使得 ICEYE 能够每天进行相干地面轨迹重复。 当所有 48 颗卫星都进入轨道时,这将使地球上的位置每天重访时间增加两次。

ICEYE 卫星位于太阳同步轨道上,倾角为 97.7°,轨道频率约为 96 分钟。

空间和硬件组件

每个 ICEYE 航天器的质量为 85 公斤,X 波段传感器利用电子可操纵的有源相控阵天线,使卫星能够左右看,范围带宽在 40-300 MHz 之间。ICEYE 卫星能够将数据下行传输到地面,以便在 X 波段范围内以 140 Mbit/s 的速度进行处理。ICEYE 提供 1 级、1a 级和 1b 级数据产品,即它们可以是同时具有振幅和相位值的复杂图像,也可以是具有仅振幅像素的振幅图像。

 

ICEYE 微小卫星星座

芬兰埃斯波的商业地球观测 (EO) 公司 ICEYE Ltd. 开发并建造了 ICEYE-X2 航天器,该航天器配备了适用于微型卫星的 SAR(合成孔径雷达)仪器。与 ICEYE-X1 相比,ICEYE-X2 具有一系列技术改进,以提高成像数据的多功能性和质量。这些改进涉及组件选择、子系统接口、软件代码、操作程序、通信链路和电源管理优化等项目。ICEYE-X2 拥有多种成像模式,可提供高分辨率的图像,也可以提供非常宽的幅面以支持不同类型的用例。1) 2)

航天器和传感器补充

ICEYE 星座将由大约 18 颗正在运行的 X 波段 SAR(合成孔径雷达)小型卫星组成。这项新服务强调卓越的可靠性、对单个地点的重访率和客观性。该服务基于全新的卫星和传感器设计,利用最近的技术进步和新太空方法。

ICEYE SAR 卫星每颗质量为 85 kg,是采用有源相控阵天线(电子可控)技术的侧视 X 波段 SAR 传感器。它既可以右视,也可以左视,能够使用带状图、聚光灯和 ScanSAR 成像模式获取地球的卫星图像。ICEYE-X2 是 ICEYE 星座的典型代表仪器(图 1),目前位于太阳同步极地轨道上,地面轨迹重复周期为 17 天,每天成像轨道为 15 个。表 1 列出了目前可用的 SAR 仪器的系统和轨道参数。

表 1:ICEYE 传感器的系统参数

参数

ICEYE Constellation 规格

载波频率

9.65 GHz(X 波段)

看侧面

左和右

天线尺寸

3.2 米 x 0.4 米

PRF (脉冲重复频率)

2-10 赫兹

范围带宽

40-300 兆赫

射频峰值功率

4 千瓦

极化

Stripmap 模式下的入射角范围

10-30º

Spotlight 模式下的入射角范围

20-35º

成像模式

ICEYE 卫星以多种标准成像模式收集 SAR 图像。ICEYE 的卫星能够在 Stripmap、Spotlight 和 ScanSAR 模式下进行成像,Stripmap 和 Spotlight 图像可在全球范围内进行采集。值得注意的是,所有成像光束模式均提供右视和左视配置。

Stripmap 成像模式

在带状图模式下,地面条带由连续的脉冲序列照亮,而天线波束则固定在仰角和方位角上。这会产生在飞行方向上具有连续图像质量的图像条带。

图 2:带状图成像模式示意图(图片来源:ICEYE)

图 2:带状图成像模式示意图(图片来源:ICEYE)

Spotlight 成像模式

在 Spotlight 模式下,方位角方向的机械天线转向用于增加照明时间,从而增加合成孔径,因此与连续带状图模式相比,方位角分辨率更高。

图 3:Spotlight 成像模式示意图(图片来源:ICEYE)

图 3:Spotlight 成像模式示意图(图片来源:ICEYE)

ScanSAR 成像模式

在 ScanSAR 模式下,电子天线仰角转向用于在具有不同入射角的条带之间发生脉冲突发后进行切换。由于波束之间的切换,仅接收 SAR 回波的突发,导致方位角带宽降低,因此方位角分辨率降低。

为了在接入范围内获得更均匀的辐射测量和本底噪声,每个 ICEYE ScanSAR 波束将具有单独的发射线性调频范围带宽,该带宽随着入射角的增加而减小。选择带宽是为了在复杂的单视数据中实现目标的恒定地面距离分辨率。对于检测到的商品,在合并为组合条带之前,将单独对每个光束应用多重观察。

ScanSAR 目前正在开发中。

图 4:ScanSAR 成像模式示意图(图片来源:ICEYE)

图 4:ScanSAR 成像模式示意图(图片来源:ICEYE)

表 2:ICEYE 成像模式总结

参数

带状图

聚光灯

ScanSAR(开发中)

标称条带宽度

30 公里

5 公里

-

标称产品长度

50 公里

5 公里

-

仰视角度

10-30º

25-30º

-

NESZ (噪声等效 Sigma Zero)

<-17 分贝

<-17 分贝

-

AASR & RASR

<-17 分贝

<-17 分贝

-

仰角梁数

3

-

-

SLC,倾斜范围分辨率

0.5 米 (300 MHz)、1.5 米 (100 MHz)

0.6 (300 兆赫)

-

SLC,方位角分辨率

2.5-3.0 米

1 米

-

SLC,范围间距

0.4 至 1.7 米

0.4 米

-

SLC,方位角间距

1.4 至 1.7 米

0.35 至 0.7 米

-

GRD,地面距离分辨率

3.0 米

1 米

-

GRD,方位角分辨率

2.5-3.0 米

1 米

-

极化

-

定义:AASR(方位角模糊与信号比);RASR (Range Ambiguity to Signal Ratio) (范围模糊与信号比);SLC(单视复杂);GRD (检测到的接地范围)。


发射

表 3:ICEYE Constellation 发射。3) 4) 5) 7) 8) 9) 69) 70) 71) 76) 77) 79) 80) 81)
太空船发布日期 (UTC)运载火箭航天发射场轨道描述
ICEYE-X33、ICEYE-X39、ICEYE-X40 和 ICEYE-X43世界协调时 2024 年 8 月 16 日 18:56Falcon-9, Transporter-11 拼车任务范登堡太空基地 (VSFB) 的 4E 航天发射场 (SLC-4E)太阳同步轨道为 510 至 600 公里,倾角为 97.45º 至 97.75在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X36、ICEYE-X37 和 ICEYE-X38世界协调时 2024 年 3 月 4 日 22:05Falcon-9, Transporter-10 拼车任务范登堡太空基地 (VSFB) 的 4E 航天发射场 (SLC-4E)太阳同步,高度为 520 至 600 公里,倾角为 97.8º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X31、ICEYE-X32、ICEYE-X34 和 ICEYE-X35I2023 年 11 月 11 日 18:49 UTCFalcon-9, Transporter-9 拼车任务范登堡太空基地 (VSFB) 的 4E 航天发射场 (SLC-4E)太阳同步圆,高度为 560 至 580 公里,倾角为 97.7º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X23、ICEYE-X25、ICEYE-X26 和 ICEYE-X30I世界协调时 2023 年 6 月 12 日 21:35Falcon-9, Transporter-8 拼车任务佛罗里达州卡纳维拉尔角空军的 40 号航天发射场 (SLC-40)太阳同步,高度约为 532 公里,倾角为 97.5º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X21、ICEYE-X22 和 ICEYE-X272023 年 1 月 3 日 14:56 UTCFalcon-9, Transporter-6 拼车任务佛罗里达州卡纳维拉尔角空军的 40 号航天发射场 (SLC-40)太阳同步,高度约为 530 公里,倾角为 97.5º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X17、ICEYE-X18、ICEYE-X19、ICEYE-X20 和 ICEYE-X245月 25, 2022, 18:35 UTCFalcon-9, Transporter-5 拼车任务佛罗里达州卡纳维拉尔角空军的 40 号航天发射场 (SLC-40)太阳同步,高度约为 500 公里,倾角为 97.5º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X14、ICEYE-X16世界协调时 2022 年 1 月 13 日 15:25 时Falcon-9, Transporter-3 拼车任务佛罗里达州卡纳维拉尔角空军的 40 号航天发射场 (SLC-40)太阳同步,高度约为 500 公里,倾角为 97.4º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X11、ICEYE-X12、ICEYE-X13 和 ICEYE-X15UTC 时间 6 月 30 日 19:31Falcon-9, Transporter-2 拼车任务佛罗里达州卡纳维拉尔角空军的 40 号航天发射场 (SLC-40)太阳同步,高度约为 500 公里,倾角为 97.4º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X8、ICEYE-X9 和 ICEYE-X10世界协调时 2021 年 1 月 24 日 15:00 时Falcon-9, Transporter-1 拼车任务佛罗里达州卡纳维拉尔角空军的 40 号航天发射场 (SLC-40)太阳同步,高度 500 公里,倾角 97.4º在 SpaceX 的火箭上发射
ICEYE-X6、ICEYE-X7世界协调时 2020 年 9 月 28 日 11:20 时联盟-2.1b/Fregat Roskosmos 共享乘车任务俄罗斯普列谢茨克航天发射场 43/4太阳同步,高度为 580 公里,倾角约为 97.7在联盟号火箭上发射
ICEYE-X4、ICEYE-X5七月 5, 2019, 05:41 UTC联盟-2-1b 弗雷加特 M 火箭俄罗斯东方航天发射场太阳同步,高度为 580 公里,倾角为 98º在联盟号火箭上发射
ICEYE-X3 (先驱者)五月 5, 2019, 05:41 UTC火箭实验室电子 KS 上的 STP-27RD 任务新西兰的马希亚半岛太阳同步轨道高度为 500 公里,倾角为 40.0º乘坐 Rocket Lab 的火箭发射
ICEYE-X2 (ICEYE POC2)2018 年 12 月 3 日 18:34 UTC猎鹰 9 号、SSO-A 拼车任务加利福尼亚州的 VAFB(范登堡空军基地)太阳同步圆轨道,高度 570 公里,倾角 97.7º,LTDN(下降节点当地时间)为 10:30 小时,重复周期为 17 天在 SpaceX 的火箭上发射
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