Wie kann ICEYE-X1 hochauflösende 2D-SAR-Bilder in „zig Sekunden“ erfassen?

Die PRNewsWire-Veröffentlichung Erstes ICEYE-X1-Radarbild aus dem Weltraum veröffentlicht sagt:

Das von ICEYE-X1 zum Boden übertragene Vollbild überstieg 1,2 GB Rohdaten und umfasst eine Fläche von etwa 80 x 40 km am Boden. ICEYE-X1 erhielt das Bild innerhalb von zehn Sekunden bei einer Geschwindigkeit von mehr als 7,5 km/s und einer Höhe von über 500 km. Die endgültige Datenauflösung des ersten Satelliten entspricht der Simulation von ICEYE vor dem Start und erreicht 10 x 10 Meter.

Synthetisches Apertur-Radar funktioniert durch mathematisches Kombinieren von Radardaten, die von einer Reihe verschiedener physischer Orte aufgezeichnet wurden, wodurch effektiv eine große effektive Apertur synthetisiert wird, die durch die Ansammlung verschiedener Orte definiert wird. Für die Abbildung der Erde aus dem Weltraum erfolgt dies unter Verwendung der Bewegung des Raumfahrzeugs selbst entlang der Spur, und wenn ich das richtig verstehe, kommt für eine vollständige 2D-Abbildung der Oberfläche die Abtastung quer zur Spur entweder von einer großen physischen Antennenspanne (siehe zum Beispiel diese Frage ) oder von eng beieinander liegenden Bodenspuren auf völlig unterschiedlichen Umlaufbahnen.

Die zitierte Passage besagt, dass das Bild in nur zehn Sekunden aufgenommen wurde, was meiner Meinung nach bedeutet, dass hier nicht mehrere Durchgänge verwendet werden. Da die volle Breite des Raumfahrzeugs nur etwa 3,2 Meter beträgt und die Wellenlänge wahrscheinlich nicht viel weniger als einen Zentimeter beträgt, sollte die Cross-Track-Auflösung in einer Höhe von 500 km etwa 1 km betragen.

Aber das veröffentlichte Bild mit 1600 x 1600 Pixeln scheint einer Auflösung von 1 Pixel ziemlich nahe zu kommen. Ich glaube nicht, dass dies ein 1600 x 1600 km großes Stück Alaska ist.

Frage: Wie kann ICEYE-X1 hochauflösende 2D-SAR-Bilder in „zig Sekunden“ erfassen?

Bearbeiten: Wenn Sie sich die Bilder ansehen, sind die nach oben gerichteten Kanten viel heller als die nach unten gerichteten, was darauf hindeutet, dass Reflexionen eher schräg als von oben nach unten (Nadir) aufgenommen wurden. Ich frage mich, ob die Änderungsrate der Pfadlänge, die für verschiedene Cross-Track-Positionen unterschiedlich ist, das Unterscheidungsmerkmal sein könnte, das eine Auflösung in dieser Richtung erzeugt.

Siehe auch:

unten: „First Light“-Bild aus der Pressemitteilung . In neuem Fenster öffnen, um es in voller Größe zu sehen. Die SatCat hat noch nicht einmal die Nutzlastobjekte von 2018-004 aussortiert, und eines davon „twittert“ bereits Bilder zurück zur Erde!

Bildunterschrift: Erstes ICEYE-X1-Radarbild aus dem Weltraum des Noatak National Preserve, Alaska

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Antworten (3)

ICEYE-X1 hat keine vertikal große Antenne und kann daher nur 2D-Daten liefern. Um das Bild richtig zu interpretieren, können Sie sich vorstellen, dass der Satellit von links nach rechts über den oberen Rand des Bildes gleitet und zur Seite schaut. Die Achsen sind:

  • x-Achse: Position entlang der Spur
  • y-Achse: Neigungsbereich
  • Farbachse: Reflexionsvermögen

Keine dieser Messungen erfordert eine große Antenne. Die Auflösung entlang der Strecke wird durch die synthetische Apertur bereitgestellt, und die Auflösung in der Entfernung ist natürlich mit jedem Radar gut (es hängt nur von der Bandbreite ab).

Ein 3D-fähiges Radar wäre in der Lage, Bodenentfernung und -höhe anstelle nur der Schrägreichweite anzugeben.

Ja, das ist genau die Antwort auf die Frage "Wie kann...", die ich suche. Nachdem ich ein wenig nachgedacht habe, verstehe ich jetzt, was Sie mit der Unterscheidung zwischen 2D und 3D meinen. Bei einem einzelnen Rohbild geben die Entfernungsdaten nicht die tatsächliche Position im 3D-Raum an, sodass eine bestimmte Verzögerung eine Kombination aus der Entfernung entlang der Geoidoberfläche (z. B.) plus der Höhe über dem Geoid ist. Bilder existieren jedoch nicht in einem "Vakuum", und daher kann ein einzelnes Bild im Zusammenhang mit anderen Bildern und bekannten Daten interpretiert werden. Vielen Dank für diese vollständige Antwort!

Ein paar Probleme mit dem, was Sie aufgenommen haben:

  1. Die Auflösung wird in dem von Ihnen eingefügten Bit mit 10 m angegeben.
  2. Die Bildgröße betrug 80 km/ 40 km
  3. Die Frequenz beträgt 10 GHz , was einer Wellenlänge von etwa 3 cm entspricht.
  4. Die SAR-Antenne ist entfaltbar, was bedeutet, dass die effektive Strahlbreite größer sein kann als der Satellit. Die Gesamtbreite beträgt natürlich etwa 3,2 m, wie Sie angegeben haben.

Die tatsächliche theoretische Auflösung eines Bildes kann dieser Quelle entnommen werden und ist tatsächlich die Größe der Antenne, was bedeutet, dass eine kleinere Antenne eine höhere Auflösung ergibt. Somit beträgt die maximale Auflösung tatsächlich 1,6 m oder die Hälfte der Antennengröße.

Es scheint auch, dass die tatsächliche Strahlbreite 200 km betragen könnte. Wenn dies der Fall ist, ist es wahrscheinlich, dass sie sich auf den Abschnitt von 80 x 40 km konzentrieren, aber ansonsten die Auflösung erhöht haben.

Beachten Sie, dass die Wiederholzeit 6 kHz beträgt, was bedeutet, dass 6.000 Bilder pro Sekunde verwendet werden, oder mindestens 60.000 während des Zeitraums, in dem der Satellit über uns hinwegfliegt.

Ich glaube, der Schlüssel zur Antwort liegt in der Schrägansicht, wie ich in der Frage erwähnt habe. Nachdem ich die Frage zum ersten Mal gestellt hatte, bemerkte ich die Asymmetrie im Bild. Indem nur auf eine Seite geschaut wird, korreliert die Cross-Track-Dimension des Bildes mit der Rückkehrzeit (Entfernungsauflösung). Ich denke, eine ziemlich einfache Erklärung der Verwendung der Rückkehrzeit für Cross-Track plus Raumfahrzeugbewegung für Long-Track wäre hier gut genug, wenn auch eine Vereinfachung. Der Schlüssel ist, dass weder eine große Antenne noch eng beieinander liegende Mehrfachdurchgänge erforderlich sind, wonach ich gefragt habe.

Vollständige Offenlegung: ICEYE-Mitarbeiter, ich werde mein Bestes geben, um zu antworten. Vielen Dank für Ihre Anfrage und Ihr Interesse an ICEYE-X1!

Die "Anzahl von Sekunden" bezieht sich auf die Zeitdauer, während der der Satellit aktiv Daten für einen einzelnen Rahmen abbildet.

Ich würde nicht empfehlen, sich auf den aktuellen Spaceflight101.com-Artikel für technische Spezifikationen zu ICEYE-X1 zu beziehen.

Das Originalbild von Alaska in der Pressemitteilung von CISION/PR Newswire wurde leider vom Dienst selbst auf eine Pixelgröße von 1600 x 1600 hochskaliert, was möglicherweise zu unnötiger Verwirrung geführt hat. Das veröffentlichte „Original“-Bild im Bereich der Pressemitteilungen der ICEYE-Website ist das richtige ( PNG-Datei mit 925 x 925 Pixel ), das man sich ansehen sollte, aber diese Datei ist gegenüber dem wahren Original herunterkomprimiert.

Weitere ICEYE-X1 SAR-Bilder mit einer weitaus höheren Auflösung wurden kürzlich auf der Unternehmenswebsite zur Verfügung gestellt (kostenlos, erfordert jedoch das Ausfüllen eines Formulars), die Sie möglicherweise als informativ und wertvoll für die Beantwortung dieser Fragen empfinden.

Vielen Dank für die Klarstellung dieser Informationen! Es hat sicherlich Relevanz für diese Frage nach der Auflösung. Spaceflight101 bietet im Allgemeinen hervorragende technische Daten und Erklärungen. Wenn es in diesem Fall ein Problem gibt, kann es hilfreich sein, direkt mit ihnen zu kommunizieren.
@uhoh - Prost! Spaceflight101 jetzt leicht verbessert. Einige andere Quellen sind noch etwas abseits, verbessern sich aber. Zögern Sie nicht, mehr zu fragen, danke!
Das ist klasse! OK, ich werde ICEYE im Auge behalten!
Sie sind in den Nachrichten, aber nicht gerade positiv youtu.be/QM1eh7nq24I?t=2040
@uhoh es ist cool zu sehen, dass dieser Thread weiterhin aktualisiert wird! Antworten dazu von ICEYE: bbc.com/news/science-environment-51049746
Ha! Ich habe das in Wie vermeiden Radioastronomen das Ausbrennen ihrer Empfänger durch Bodenradar von Satelliten zitiert? Ich freue mich, dass Sie eine Benachrichtigung über meinen Kommentar erhalten, vielen Dank, dass Sie mit SE in Kontakt bleiben!
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