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作者：劉年華
編輯：石亞瓊（syq@36kr.com）
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“國產(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情期間，由于國產(chǎn)SAR衛(wèi)星數(shù)量較少，無法在第一時間提供受災區(qū)域的影像，千域空天的創(chuàng)始人藍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，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地球表面進行觀測的遙感衛(wèi)星。這種穿越云霧和不分晝夜的能力，決定了其在國防、金融、保險、農(nóng)業(yè)、應急等領域的重要地位，也很可能是影響國際格局的重要變量。
隨著商業(yè)航天時代到來，SAR衛(wèi)星開始往小型化、商業(yè)化的方向發(fā)展。從2015年至今，國內(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8700萬美元的C輪融資；美國代表企業(yè)Capella Space總共獲得了8000萬美元的融資；我國代表企業(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，傳統(tǒng)SAR衛(wèi)星的營收也在提升。過往SAR衛(wèi)星以影像銷售為主，營收來源主要為國防情報部門。但隨著下游商業(yè)應用端的增長，應急、金融、農(nóng)業(yè)等領域的SAR衛(wèi)星應用正在快速增長，SAR衛(wèi)星影像的長尾效應開始逐漸體現(xiàn)出來。
相比于全球市場，中國的SAR衛(wèi)星市場無論是上游制造業(yè)，還是下游應用端，都處于早期藍海階段。上游制造業(yè)的核心玩家入場券是實現(xiàn)衛(wèi)星的在軌驗證，我國目前已實現(xiàn)SAR衛(wèi)星在軌驗證的小衛(wèi)星企業(yè)只有天儀研究院一家。下游應用端對SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)非?？是螅幚黹T檻較高、專業(yè)人員較少等問題，也困擾著下游應用的發(fā)展。
SAR衛(wèi)星為什么遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的未來支柱？SAR衛(wèi)星影像有哪些應用？中國有哪些商業(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)未來支柱：
SAR衛(wèi)星運作原理
SAR衛(wèi)星成為支柱
二、SAR衛(wèi)星市場
市場份額
市場占比
我國市場前景
需求分析；
三、SAR衛(wèi)星的發(fā)展過程
早期：技術受到限制，服務于國家用途
中期：技術快速發(fā)展，商業(yè)化拉開序幕
近期：哨兵一號公益開放，中低分辨率商業(yè)市場萎縮
未來：小衛(wèi)星逐漸發(fā)力，實現(xiàn)快速迭代升級
四、SAR衛(wèi)星的優(yōu)缺點
優(yōu)點：全天時全天候
缺點：成像復雜
五、SAR主要工作模式
成像與強度應用（條帶、掃描、聚束）
干涉
極化
其他
六、SAR衛(wèi)星應用方向
七、中外大型SAR衛(wèi)星盤點
加拿大
歐洲（德國、西班牙、意大利、俄羅斯）
阿根廷
日本
中國（電子所、38所、其他）
八、全球民營SAR衛(wèi)星玩家盤點
九、中國民營SAR衛(wèi)星玩家盤點
十、SAR衛(wèi)星行業(yè)未來發(fā)展趨勢
以下是本文正文。
一、SAR衛(wèi)星是遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的未來支柱1.1 SAR衛(wèi)星運作原理主流的遙感衛(wèi)星分為兩種：光學衛(wèi)星和微波成像雷達衛(wèi)星。光學衛(wèi)星的原理和人眼類似，依靠太陽光照射在地球表面物體的反射，被動地獲取影像。局限性也和人眼一模一樣，云霧天氣看不到物體，黑夜中沒法使用。微波成像雷達衛(wèi)星則是一種主動的遙感成像方式，需要主動多次發(fā)送電磁波到地面，利用回波來成像，來間接測量被測物體的信息。微波的波長較長，具有一定的穿透特性，可以在一定程度穿越云霧和地表。
與光學衛(wèi)星相比，SAR衛(wèi)星成熟較晚，但具有全天候、全天時的優(yōu)點與一定的地表穿透能力。作為一種主動微波遙感成像雷達，SAR穿云透雨和穿透地表的能力，彌補了光學和紅外遙感的缺陷。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，因此更適用于長時間的普查，例如高鐵、公路的長期形變監(jiān)測，和石油管道、城市沉降等的勘察工作。衛(wèi)星在太空運轉，不需要人員到現(xiàn)場施工，因此對于大范圍和邊遠地區(qū)的監(jiān)測，SAR衛(wèi)星非常具有優(yōu)勢。
1.2 SAR衛(wèi)星成為支柱2021年7月，鄭州市遭遇有記錄以來最強降雨過程。為了第一時間分析統(tǒng)計災情，河南省衛(wèi)星中心緊急聯(lián)系了相關衛(wèi)星遙感服務企業(yè)，協(xié)調(diào)高分三號、COSMO-SkyMed及哨兵一號等國內(nèi)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提取洪澇淹沒區(qū)，分析道路淹沒范圍，為應急救援搶險救災提供決策支撐。這些數(shù)據(jù)有一個共同點，都來自于SAR衛(wèi)星。
隨著應急、海事、金融等領域對于時效性和連續(xù)性的要求越來越高，光學衛(wèi)星無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)星的應用價值逐漸凸顯。雖然雷達影像無法像光學圖像那么直觀，但遙感產(chǎn)業(yè)的最終產(chǎn)品不是圖像本身，而是符合特定場景、滿足客戶需求的信息。近年來，全球有大量緊急事件都在調(diào)用SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行分析，例如沙特阿美煉油廠遇襲事件、長賜號蘇伊士運河擱淺事件等。
可以想象，在國防、金融期貨、應急賑災等場景，如果因為天氣原因而無法即時獲取影像，對于客戶來說是不可容忍的。因此，SAR衛(wèi)星的全天時全天候特性，使其成為遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的未來支柱之一，許多國內(nèi)外重要玩家也都在陸續(xù)公布自己的SAR衛(wèi)星星座計劃。
單一的衛(wèi)星數(shù)據(jù)源都存在或多或少的缺點。在不同場景應用中，通過SAR衛(wèi)星影像與全色、多光譜、高光譜圖像的融合，綜合利用了光學和雷達成像的優(yōu)勢，將是遙感服務業(yè)未來的核心競爭領域。
二、SAR衛(wèi)星市場2.1 市場份額上游遙感影像市場方面，根據(jù)Mordor Intelligence的報告，2018年，SAR衛(wèi)星市場價值為24.5億美元，預計到2024年達到51.8億美元。預測期間（2019年至2024年）的復合年增長率為11.6％。NSR的報告指出，未來數(shù)年高分辨率雷達數(shù)據(jù)的客戶將大幅度增加，預計到2025年SAR影像的累計收入將達到62億美元，85%的地球觀測業(yè)務將集中于北美、歐洲和亞洲。亞米級超高分辨率（
然而，并非所有的SAR衛(wèi)星都能享受到時代發(fā)展的紅利。根據(jù)NSR的測算，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)更是進入了免費的時代。因此，中低分辨率的SAR衛(wèi)星供應商將逐漸被淘汰。
下游應用端的市場預計在百億元量級。從國土資源、海洋環(huán)境、船舶識別等應急監(jiān)測市場，到市政基礎設施、交通能源安全等安全風險災害監(jiān)測市場，SAR衛(wèi)星應用均可參與到其中。其中，干涉雷達應用（InSAR）的商業(yè)化正在迅速崛起，每年我國在軟件、數(shù)據(jù)和應用服務方面的市場規(guī)模已超過10億元。
美國國家地理空間情報機構(NGA)是商業(yè)SAR圖像最大的買家。2000年-2009年，NGA每年向MDA購買1000萬美元的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雷達衛(wèi)星、法國Astrium和德國合作的TanDEM-X雷達衛(wèi)星，該衛(wèi)星數(shù)據(jù)由美國21st Century Systems Inc.作為分銷商，以及以色列國防部的TecSar，格魯曼公司作為該衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分銷商。NGA自2009年開始決定選擇四家商業(yè)公司授予固定價格、無限期交貨、無限期數(shù)量的合同，每家合同價值高達8500萬美元。
SAR衛(wèi)星圖像有其優(yōu)越性，在這些像老舊黑白照相機拍攝出來的圖片下隱藏著大量信息，世界上最優(yōu)秀的雷達衛(wèi)星生產(chǎn)商和圖像銷售商如空客和MDA等企業(yè)，正在準備開發(fā)更強大的雷達衛(wèi)星星座，從而提供毫米級別的高度變化測量，美國Maxar所屬MDA總裁邁克·格林利(Mike Greenley)說，“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，或者建筑物移動了，或者有人挖隧道使他們上方的地面移動，它對海拔高度非常敏感，這對很多客戶來說很重要?！?/p>
2.2 市場占比在客戶類型方面，全球的國防和情報機構目前仍然是SAR圖像和數(shù)據(jù)的主要購買方。國防和情報機構對于信息時效性和連續(xù)性的需求非常高，比如在某些關注度較高的海峽區(qū)域，如果能做到單日重訪獲取影像，對于國防機構獲取穩(wěn)定的情報信息有較大的幫助。而由于海面天氣條件不穩(wěn)定，光學衛(wèi)星發(fā)揮受到限制，因此SAR衛(wèi)星一直是國防和情報機構的必備選項之一。預計到 2025 年， 國防與情報市場將占據(jù)高分辨率SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)收入的70%。
美國國家地理空間情報機構（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1000萬美元的SAR影像購買合同。從2009年開始，NGA確定了四家商業(yè)SAR衛(wèi)星影像供應商，給予每年8500萬美元，通過固定價格、無限期交貨、無限數(shù)量的形式供給SAR衛(wèi)星影像。
在市場占比方面，歐洲航天局（ESA）的SAR影像業(yè)務占據(jù)了全球最大的份額。歐洲是全球商業(yè)雷達衛(wèi)星推進力度最大、發(fā)展速度最快的區(qū)域。無論是在數(shù)據(jù)開放、產(chǎn)業(yè)扶持等方面，歐洲都領先于全球。以德國、意大利為代表的兩個歐洲國家，是當前在SAR衛(wèi)星技術、應用等方面最領先的第一梯隊。
對于應用類型而言，國防應用和民營應用有一個顯著的區(qū)別：國防應用對數(shù)據(jù)源的需求更大，而民營應用對數(shù)據(jù)應用的需求更大。在體系建設的過程中，國防應用的體系建設很完整，擁有數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)分發(fā)，數(shù)據(jù)應用各個鏈條的能力。民營應用往往集中在不同行業(yè)，對于新興的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)需求單位，不太可能短時間內(nèi)建立起來全鏈條的能力，因而更需要數(shù)據(jù)應用。
從國際的發(fā)展趨勢來看，短期仍以國防市場為主，但增量有限。新的增量需求會更多來自國防以外的應用，但需要更長的時間。
2.3 我國市場前景在我國，SAR衛(wèi)星市場正在快速增長。下游應用需要大量數(shù)據(jù)支撐，帶動上游衛(wèi)星制造業(yè)快速增長。例如在河南省降雨災情中，需要大量衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行快速分析。由于國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)太少，只能緊急求助于歐洲衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)補充。這種跨區(qū)域的緊急協(xié)調(diào)，無論時間還是成本，都是一個巨大的挑戰(zhàn)。對比于歐洲的SAR衛(wèi)星數(shù)量，我國的SAR衛(wèi)星數(shù)量仍有差距。無論是國有的大衛(wèi)星還是民營機構的小衛(wèi)星，都有較大的增長空間。
除此之外，國家相關政策也在促進下游應用的發(fā)展。例如第一次全國自然災害綜合風險普查，計劃投入超過2000億元，將促進下游干涉雷達應用（InSAR）的快速發(fā)展。
全球的SAR衛(wèi)星影像市場年增長率在8%-11%左右，中國市場如果能發(fā)展起來，整體的增長率會更高。當前國內(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)應用都處于萌芽階段。預計在2-3年的時間里，通過產(chǎn)業(yè)鏈條的不斷完善，后期市場增長率會大幅提升，特別是數(shù)據(jù)源上，預計未來3年會有超過10顆民營的SAR衛(wèi)星上天，這些衛(wèi)星提供的SAR數(shù)據(jù)將至少將中國的SAR數(shù)據(jù)容量提升5~8倍。
2.4 需求分析對于我國SAR衛(wèi)星的需求數(shù)量，當前從業(yè)者有兩派意見。
光學衛(wèi)星的從業(yè)者認為，SAR衛(wèi)星的應用范圍沒有可見光廣，主要市場目前一直局限于微變形監(jiān)測，包括地震，石油管網(wǎng)等。應急市場雖然有一定的需求，但由于事件發(fā)生頻次較低，能否支撐起更大的市場，需要更深入的探討。因此，我國SAR衛(wèi)星需求不超過10顆，做到月度或者季度級的數(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10億元，超過民營企業(yè)所能承擔的范圍。因此，部分從業(yè)者認為，應該由國家來承擔SAR衛(wèi)星的上游制造業(yè)務，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任務，由民營企業(yè)做數(shù)據(jù)應用端的開發(fā)工作。
商業(yè)SAR衛(wèi)星的從業(yè)者認為，當前SAR衛(wèi)星市場不如光學衛(wèi)星市場，主要是SAR衛(wèi)星的處理復雜度較高，從業(yè)門檻較高。未來隨著航天工業(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，在更多應用領域向光學衛(wèi)星看齊。
同時，商業(yè)SAR衛(wèi)星必須開發(fā)更多的下游應用，尋找更多商業(yè)客戶。從美國目前的發(fā)展來看，當民營SAR企業(yè)的數(shù)據(jù)服務與應用能力提升后，國防部門正在逐漸付費開展使用計劃，并不排除未來批量采購的可能性。我國的國防應用需求雖然較大，但目前依然傾向于采購國營單位的衛(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，不能指望國家部委、國防和情報機構負擔整星的制造成本，下游應用商也不能指望政策紅利能持續(xù)帶來業(yè)務增長。
橫向對比于歐美國家，我國的上下游廠商，無論是在數(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輪已總計融資1.52億美元。而下游的干涉雷達應用（InSAR）行業(yè)，SkyGeo、TRE ALTAMIRA等InSAR服務商也已經(jīng)獲得了過億美元的融資。中國作為基建大國，對于InSAR技術的需求處于全球前三的狀態(tài)。因此，下游應用廠商仍有較大的發(fā)展空間。
三、SAR衛(wèi)星發(fā)展過程3.1 早期：技術受到限制，服務于國家用途高分辨率微波雷達，是在外太空觀測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，微波雷達的真實孔徑必須在千米級別。但是由于成本和發(fā)射技術的限制，超過千米孔徑的雷達無法被送上太空。如何解決這個矛盾？
1951年，美國Goodyear宇航公司的卡爾?威利（Carl Wiley）提出，利用多普勒頻移處理來改善雷達的角分辨率。在觀測時，雷達與被觀測目標之間存在相對運動。合成孔徑雷達就是在目標的移動路徑上間隔取樣，相干累加，獲得與大孔徑真實雷達相同的觀測效果。在不增大雷達體積的情況下，實現(xiàn)高分辨率雷達成像，這是合成孔徑雷達技術（Synthetic Aperture Radar，SAR）的開端。1960年4月，世界上第一部SAR在美國華盛頓機場取得實驗成功。1978年，美國國家航空航天局噴氣推進實驗室發(fā)射了全球第一顆SAR衛(wèi)星(SEASAT-1)。在1990年以前，SAR衛(wèi)星技術的研究幾乎集中在美國，但許多技術依然不成熟，仍處于實驗階段。
1990到2000 年間， SAR衛(wèi)星技術逐漸成熟完善，火箭運載能力也大幅提高。美國、歐洲、加拿大、俄羅斯、日本等國家和地區(qū)都開始了 SAR 衛(wèi)星的研制和應用。2000年以后，中國、韓國、印度等國家也先后發(fā)射了SAR 衛(wèi)星。然而由于研制成本較高，應用范圍有限，高分辨率SAR一直局限于國防和情報領域，僅少數(shù)國家有能力研制。
3.2 中期：技術快速發(fā)展，商業(yè)化拉開序幕雖然美國在早期SAR衛(wèi)星研究方面發(fā)展領先，但商業(yè)化發(fā)展卻非常緩慢，對SAR衛(wèi)星技術和影像實施了比光學影像更為嚴格的管控。SAR衛(wèi)星商業(yè)化運作最早的國家卻是加拿大。1995年，加拿大的RadarSAT-1衛(wèi)星發(fā)射，通過7類25種工作模式，來滿足不同領域的商業(yè)化需求。然而RadarSAT-1衛(wèi)星的分辨率并不高，其精度無法滿足許多商業(yè)客戶的需求。向市場提供亞米級高分辨率雷達影像，最早開始于2007年的德國與意大利，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)價格過于高昂，可達同等分辨率光學衛(wèi)星影像的三倍。
3.3 近期：哨兵一號公益開放，中低分辨率商業(yè)市場萎縮就在SAR衛(wèi)星開始緩慢發(fā)展商業(yè)化時，一個劃時代意義的事件出現(xiàn)了。
歐洲航天局（ESA）于2014年和2016年先后發(fā)射了兩顆哨兵一號衛(wèi)星，6天的重訪周期，空間分辨率達5米。為了促進歐盟哥白尼計劃的下游應用，ESA決定將哨兵一號衛(wèi)星向全球所有使用者免費開放。同時，ESA在全歐洲境內(nèi)17個國家合作成立了20個商業(yè)孵化中心（ESA BIC），培育了700多家初創(chuàng)企業(yè)。在免費數(shù)據(jù)和配套措施的鼓勵下，以InSAR業(yè)務為主的大量雷達應用開始增長。經(jīng)過五年時間的發(fā)展，幾乎全球所有的InSAR應用企業(yè)都在使用哨兵一號的數(shù)據(jù)，并且超過一半的雷達應用業(yè)務都需要哨兵一號數(shù)據(jù)的支持。
哨兵一號免費開放了數(shù)據(jù)，在促進下游應用端快速發(fā)展的同時，也給其他上游SAR衛(wèi)星制造商帶來了巨大的壓力。在商業(yè)SAR衛(wèi)星領域，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。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)星逐漸轉型。
與哨兵一號的免費數(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，主要有四種方式：
更改波段：主流的雷達衛(wèi)星有C/X/L三個波段，哨兵一號是C波段雷達。C波段雷達是觀察海洋上強目標的最佳選擇，對環(huán)境、農(nóng)業(yè)和森林監(jiān)測也是有效的觀測手段。形變測量精度可達毫米級的X波段，則是重大設施、工程結構以及工礦企業(yè)等特定目標的日常監(jiān)測的最佳選擇。雷達衛(wèi)星在同樣入射角觀測地物時，X 波段比C/L波段更能夠精確地描述目標的細微形狀。L波段獨特優(yōu)勢在于可以部分穿透植被并到達地面，從而可以同時獲取植被和地面信息。此外，L波段不受植被生長的影響，從而可以使用InSAR技術研究地表形變。
更換關注區(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小時開機，也無法將所有拍攝到的數(shù)據(jù)進行下傳。哨兵一號作為歐洲的衛(wèi)星，主要關注歐洲和北冰洋區(qū)域。因此，切換關注區(qū)域，增加特定區(qū)域的數(shù)據(jù)，也是其他商業(yè)SAR衛(wèi)星的可選項之一。
提高分辨率：空間分辨率對任何遙感系統(tǒng)而言都是極為關鍵的參數(shù)。哨兵一號的分辨率為5米*20米，精細測量能力有所欠缺，完全避開了亞米級別的商業(yè)數(shù)據(jù)區(qū)間。來自高分辨率應用的需求，使得亞米級高分辨率的SAR衛(wèi)星影像依然有巨大的市場容量，不受哨兵一號公益數(shù)據(jù)的影響。例如哨兵一號數(shù)據(jù)在三個方向上（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雷達數(shù)據(jù)的測量點密度在一定條件下可達哨兵一號的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電池技術的發(fā)展，衛(wèi)星的體積和重量可在保證性能的同時大大降低，百公斤級的小型SAR衛(wèi)星成為可能。ICEYE、Capella Space、天儀研究院等小型SAR衛(wèi)星廠商開始迅猛發(fā)展，紛紛宣布小衛(wèi)星組網(wǎng)計劃。小衛(wèi)星組網(wǎng)的優(yōu)勢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。需要注意的是，哨兵一號最快將于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，那么哨兵一號的重訪周期也將縮短。
3.4 未來：小衛(wèi)星逐漸發(fā)力，實現(xiàn)快速迭代升級2015年，商業(yè)航天的序幕拉開，全球的商業(yè)小衛(wèi)星企業(yè)開始陸續(xù)成立，包括諸多SAR衛(wèi)星企業(yè)。
商業(yè)小衛(wèi)星行業(yè)開始發(fā)展，有幾個基礎因素：
一、發(fā)射成本下降：隨著SpaceX領銜的商業(yè)火箭公司在近幾年突飛猛進，衛(wèi)星的發(fā)射成本開始大幅下降。預計在可回收技術更成熟后，衛(wèi)星發(fā)射成本還有進一步下降的空間。
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，研制費用通常達到上億元，并且會使用研制非常成熟的組建，進行多組件備份。商業(yè)航天時代，COTS級元器件開始逐漸成熟，商業(yè)小衛(wèi)星企業(yè)可以通過工業(yè)級元器件控制成本，實現(xiàn)快速迭代升級。
三、政策放開：在SpaceX通過大量發(fā)射小衛(wèi)星占據(jù)軌道資源的情況下，全球政府與航天機構普遍感到壓力，因此均選擇在一定程度下放寬小衛(wèi)星行業(yè)，或進行相應的政策支持。
得益于以上行業(yè)背景，小型商業(yè)SAR衛(wèi)星也開始迅速發(fā)展。預計在未來10年間，小型商業(yè)SAR衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將保持逐年增長的趨勢。
四、SAR衛(wèi)星的優(yōu)缺點4.1 優(yōu)點具有全天時的數(shù)據(jù)獲取能力，成像不受光線限制，白天或黑夜均可工作，無陽光照射要求。
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關，可選衛(wèi)星軌道更加充裕。
相比于可見光和紅外，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，為反演地表植被以及土壤特性提供可能。
可收集不同波長和偏振的數(shù)據(jù)，以獲得不同類型的信息，例如有關表面結構和水分含量的信息。
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)收集詳細的高分辨率圖像。
4.2 缺點某些非線性調(diào)頻連續(xù)脈沖信號的SAR衛(wèi)星影像信噪比較低。
由于側視相干成像方式，圖像噪聲污染較嚴重。
系統(tǒng)設計復雜、處理的數(shù)據(jù)量大，難以獲得有效特征信息。
對比于光學遙感影像，SAR數(shù)據(jù)空間分辨率偏低，目視效果不佳。
對比于光學遙感影像，SAR成像技術比較繁瑣，數(shù)據(jù)后處理難度稍大。技術人員培訓周期較長，從業(yè)門檻較高，需具備充分的物理基礎知識。
在干涉形變識別應用領域，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 成像與強度應用影像成像與強度應用是SAR影像的基本工作模式，單幅SAR影像數(shù)據(jù)主要是應用于地物分類以及目標識別，強度特征則是SAR影像最主要的特征之一，基于SAR強度影像可以提取地物信息。SAR可以根據(jù)物體的物理化學性質(zhì)差異，辨別各種地形、地貌特征，對于地質(zhì)領域的填圖以及地震帶的確認工作有較大幫助。在目標識別上，SAR 可進行海上的船舶監(jiān)測和識別、溢油探測、陸地車輛等移動目標監(jiān)測。地面慢速運動目標的檢測與成像也是SAR衛(wèi)星影像的國防之一。通過建筑物的疊掩和陰影，SAR可以對建筑物的三維信息進行提取，并在一些突發(fā)地災后對建筑損毀狀況、滑坡、堰塞湖等進行受災前后的對比評估。SAR還可以結合高程數(shù)據(jù)進行精確的坐標定位。
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，天線保持相對固定的方向與位置。天線通過相對均勻的速度掃過地面，信號傳輸速率等于脈沖重復頻率（PRF），以此得到不間斷的圖像和較高的方位角分辨率。該模式的成像結果會呈現(xiàn)條帶狀，條帶的長度取決于雷達移動的距離，方位向分辨率由天線長度決定。
掃描成像（Scan SAR）：掃描模式與條帶模式的不同在于，在一個工作周期內(nèi)，天線波束會沿著距離向進行多次掃描。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，方位角分辨率遠低于條帶成像模式。
聚束成像（SpotLight SAR）：聚束模式主要針對特定用戶較感興趣的范圍，通過擴大天線照射波束角寬，使目標在波束內(nèi)保持更長時間，從而提高條帶模式的分辨率。實現(xiàn)原理是在SAR衛(wèi)星飛行過程中，將天線波束指向向后調(diào)整，在短時間內(nèi)模擬出一個較寬的天線波束。但衛(wèi)星在太空軌道中一直保持相對運動，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，由于天線波束在結束特定區(qū)域觀察后需要回調(diào)向前，因此聚束模式無法做到連續(xù)采集影像，無法保證影響到連續(xù)性。聚束模式犧牲了影像的覆蓋范圍，但針對特定興趣目標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，干涉測量（InSAR）成為了SAR技術最重要的分支之一。其原理在于對同一目標進行兩次以上的觀測，并進行相干處理，利用干涉相位反演，測量出地表的微小移動或地面高程信息。InSAR初期主要利用相位高程信息進行數(shù)字高程模型（DEM）的生成和制圖。隨著技術的演進，InSAR應用擴展到了地面沉降監(jiān)測、地震形變場反演、山體滑坡、火山活動監(jiān)測、監(jiān)測建筑物和橋梁等基礎設施的穩(wěn)定性方面，可以捕捉到毫米至厘米級的地表形變信息。
InSAR是SAR最重要技術路徑之一。如果不能做InSAR，相當于失去了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動。然而如果要進行InSAR測量，必須保證影像多次拍攝的位置和角度不能相差太遠，其所對應的就是基線、共同頻譜和天線傾斜角度。拍攝兩張SAR影像的時間周期內(nèi)，衛(wèi)星的位置必須被控制在一個范圍，通常需要在數(shù)百米內(nèi)。同時，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)星實現(xiàn)InSAR最重要的方式。InSAR的定量化精準度與系統(tǒng)的敏感度密切相關。行業(yè)內(nèi)檢驗一顆SAR衛(wèi)星的質(zhì)量，會將其是否能做InSAR處理作為核心的考核指標。
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，過往InSAR技術只有國家級別的研究機構和大型航天器才能實現(xiàn)，例如1230kg的TerrSAR-X和2200kg的哨兵一號。當芬蘭小衛(wèi)星企業(yè)ICEYE在2020年5月發(fā)布兩張干涉圖樣張時，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18天的重訪周期實現(xiàn)InSAR，對小衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展將具有跨時代的意義。但從業(yè)者認為，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。當前，行業(yè)內(nèi)也在密切中國的民營小衛(wèi)星企業(yè)，哪一家能解決小衛(wèi)星姿軌控問題，率先推出穩(wěn)定的InSAR服務。
InSAR技術雖然作為SAR應用領域的重要分支，但其本質(zhì)是為其他行業(yè)提供信息和服務。因此，要將InSAR技術落地成具體的服務，還需要深入了解地球物理、土木、工程、油氣、地質(zhì)災害等行業(yè)的知識，才能將InSAR的測量結果轉化成其他行業(yè)所需的關鍵信息。InSAR有兩個方面主要特長，一個是在廣域空間背景下普查識別正在變形的疑似災害體，另一個是中長時間尺度對已確認為災害隱患的目標進行重復連續(xù)監(jiān)測。然而，受限于相位測量的局限性，InSAR依然難以達不到地面GNSS觀測手段的高效性，也做不到短時間內(nèi)的預警，因此仍需要其他觀測手段進行輔助。
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SAR衛(wèi)星向地面發(fā)射信號時，同一目標在不同方向的電磁場振動下會產(chǎn)生不同的回波信號，這就是極化(Pol-SAR)。極化測量可以大大提高成像雷達對目標各種信息的獲取能力。不同地物對極化的響應能力不同，利用不同極化的電磁波對地物進行觀測，能夠得到更加豐富的地物信息。極化的方式主要就兩個，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)射信號時，其無線電波的振動方向是水平方向。垂直極化是指SAR衛(wèi)星發(fā)射信號時，其無線電波的振動方向是垂直方向。使用H和V線性極化的雷達系統(tǒng)可以具有常見的四個雙極化通道（HH、VV、HV、VH），分別表示發(fā)送和接收極化信號的方式。
全極化技術難度最高，要求同時發(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度影像，還可以通過目標極化分解得到表征目標散射或幾何結構信息的極化特征，進一步增強地物信息提取能力。
雷達極化已經(jīng)發(fā)展成為一種比較成熟的技術，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、物種識別）、地質(zhì)（地質(zhì)結構描述）、水文（表面粗糙度和土壤濕度估計、雪濕度估計）、海冰監(jiān)測（冰齡和厚度估計）和海洋學（波特性估計，熱和波前探測）等很大范圍內(nèi)都得到廣泛的研究和應用。
5.4 其他Pol-InSAR是當前微波遙感最先進的技術之一。Pol-InSAR是極化和干涉兩個技術的結合， 充分利用了干涉測量結果隨極化變化的特性，結合了極化技術對對方向、紋理等特征敏感的特點，又具備干涉技術對高度敏感的特點，因而可以有效識別和分離同一單元內(nèi)不同高度位置的空間結構特征和散射信息。Pol-InSAR對于森林或農(nóng)作物高度反演估計、植被覆蓋區(qū)表面參數(shù)估計、目標三位結構、積雪以及冰蓋參數(shù)估計等研究都有重要的作用。
為了解決地表形變導致的相位失相干問題，出現(xiàn)了永久散射體干涉測量（PS-InSAR）、小基線干涉測量（SBAS-InSAR）等干涉疊加技術。干涉疊加技術可以同時處理多幅影像，對研究區(qū)進行長時間的時序監(jiān)測，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題，改善了D-InSAR在小型地質(zhì)災害的監(jiān)測能力。因為其具有高分辨率和毫米級形變精度，對于掌握地面的動態(tài)變化以及原因分析有很大幫助，主要應用于城市、礦區(qū)地表形變的監(jiān)測分析。
TomoSAR是傳統(tǒng)二維SAR成像技術的三維擴展，其原理是通過對同一目標地物進行多角度干涉測量，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的進步，可參與相干層析的 SAR 數(shù)據(jù)不斷增加。當基線數(shù)量增多后，就實現(xiàn)了在不同角度對目標三維信息的獲取。該技術可應用于城市地表形變監(jiān)測、森林垂直結構估計、生物量估計、冰川變化監(jiān)測等領域。
ISAR是一種國防領域常用的技術。SAR一般用于目標靜止，雷達平臺移動時的情況，需要通過雷達在目標或場景周圍的移動來實現(xiàn)。ISAR技術則是用于雷達靜止但目標處于運動中的場景，主要使用于飛機、坦克、艦船和導彈等。ISAR技術關鍵在于后期數(shù)據(jù)處理，與雷達天線本身無關。
六、雷達衛(wèi)星應用方向在地質(zhì)勘探方面，SAR衛(wèi)星的大范圍探測優(yōu)勢得到體現(xiàn)，利用SAR數(shù)據(jù)可以分析地貌特征和構造現(xiàn)象， 甚至可以對巖體巖性和淺部埋藏地質(zhì)體進行初步解譯。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。多時相干涉SAR得到的分類結果更加精確，也可以更好地分辨隨時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)獲得毫米級的形變高精度信息，對受災地區(qū)的狀況進行監(jiān)測，方便指導救災，也可以幫助進行災后的分析和研究。如對于地震災害，InSAR可以監(jiān)測活躍地震帶及滑坡的微小形變信息，對地震的同震和震后形變進行反演，幫助了解地震、分析地震的過程和機制。除此之外，SAR還可以幫助對城市地表沉降、礦區(qū)沉降、滑坡、雪災、火山和臺風等災害進行監(jiān)測，監(jiān)測地表沉降的動態(tài)和滑坡形成過程，獲取臺風時的海面風速信息等，幫助相關單位及部門及時作出災情預警及評估等決策。
SAR衛(wèi)星由于不受天氣和晝夜光線的影響，可在水災洪澇發(fā)生的第一時間抓取受災區(qū)域衛(wèi)星圖像，并分析洪水的演進變化，對風險進行評估與量化分析，為相關企業(yè)或部門提供持續(xù)的最新的災區(qū)影像，幫助其在全局層面掌握災情動態(tài)，為其應急處理及決策提供依據(jù)。洪災過后，可對淹沒農(nóng)田面積，淹沒房屋面積進行量化評估，也可調(diào)取歷史洪災大數(shù)據(jù)，確保相關企業(yè)或部門準確進行洪災定損及精算。
SAR衛(wèi)星在海洋領域應用非常廣泛，包括船舶識別、溢油監(jiān)測、海底地形反演、海浪監(jiān)測、內(nèi)波反演等。在船舶識別監(jiān)測方面，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圖像上的有典型的特征，通過算法可以進行分類識別，并匹配AIS信息快速判定并定位非法船只。在海上溢油監(jiān)測方面，被油膜覆蓋時的海水表面更加平滑，SAR衛(wèi)星信號在其上發(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 可利用油膜對海面波動的抑制造成的后向散射差異進行溢油區(qū)域探測。在海底地形反演方面，SAR衛(wèi)星可以作為海洋調(diào)查船的補充，結合先驗地形特征、水動力模型，對近岸淺海區(qū)域的水下地形進行探測。SAR 還可以進行海洋動力要素反演，幫助管理海洋交通運輸、海上生產(chǎn)、漁業(yè)港口建設，海洋減震防災等。
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)。將光學遙感、地面監(jiān)測以及SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)結合可顯著地提高農(nóng)作物的分類精度，對不同季節(jié)、不同環(huán)境的水稻種植進行規(guī)劃和管理，監(jiān)測農(nóng)作物發(fā)育狀況。此外，SAR衛(wèi)星影像還可以對土壤濕度和植被含水量進行評估。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)測中有巨大應用價值。利用SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)不僅可以監(jiān)測森林面積，而且可以獲取垂向信息，進而反演森林高度、森林蓄積量等指標，為有效地管理和保護森林、預防災害發(fā)生提供科學依據(jù)。
數(shù)字高層模型（DEM）是智慧城市、數(shù)字孿生等領域的基礎數(shù)據(jù)之一。SAR 數(shù)據(jù)在建立地DEM方面具有監(jiān)測精度高、范圍廣、全天時全天候等優(yōu)勢，可滿足對于生成高精度DEM的需求。利用SAR衛(wèi)星獲取的DEM數(shù)據(jù)具有更高的時效性，與研究區(qū)的真實地面狀況更加相似。也可以結合其他數(shù)據(jù)開展智慧城市應用，監(jiān)測城市建筑形變，對建筑物進行精細結構成像等。
冰川和積雪是重要的水資源，非常易受氣候變化的影響。SAR技術可以對其進行監(jiān)測，反演氣候水文循環(huán)的變化過程。利用SAR數(shù)據(jù)可以進行海冰分類，對冰川地貌進行識別和繪圖，還可以對冰川的變化進行動態(tài)監(jiān)測，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系，并識別出冰雪融化中的融雪階段，進行融雪前后的比較，監(jiān)測冰雪融化過程。這對于掌握積雪變化規(guī)律，避免雪崩和融雪洪災等具有重要意義。
七、中外大型SAR衛(wèi)星盤點國家機構與政府單位，一直以來承擔了超過90%的SAR衛(wèi)星制造的任務，也是SAR影像數(shù)據(jù)最大的買家。即使到了商業(yè)SAR衛(wèi)星時代，國家單位依然是主要的制造商，只是在近年放開了商業(yè)公司購買遙感影像的可能性。區(qū)分國有SAR衛(wèi)星和民營商業(yè)衛(wèi)星最大的一點，就是體積和重量。幾乎所有的大衛(wèi)星都是由國家機構牽頭制造。受限于成本和競爭優(yōu)勢，很少有民營企業(yè)進入千公斤級別的大型SAR衛(wèi)星賽道。因此，大型SAR衛(wèi)星之間的比拼，其實就是國家與國家之間的比拼。
事實上，在上個世紀SAR技術領先了非常多的美國，一直在限制國有SAR衛(wèi)星通過商業(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。當前大型商業(yè)SAR衛(wèi)星的第一梯隊國家，主要包括加拿大和歐洲的德國、意大利等國家。除此之外，日本、阿根廷、中國、印度等國家也在積極發(fā)展當中。
在軌大型SAR衛(wèi)星對比，36氪經(jīng)公開資料整理
7.1 加拿大從1995年發(fā)射RadarSAT-1衛(wèi)星開始，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，分辨率有限，加上商業(yè)SAR的概念過于前沿，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，造價達到了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）采取和民營公司MDA合作的方式開發(fā)此衛(wèi)星，由CSA提供約 75%的總體開銷，以換取向政府機構提供該衛(wèi)星的遙感圖像。RadarSAT-2雖然設計壽命只有7年，但至今仍在服役，總運營時間超過了13年，每年可獲取超過6萬幅遙感影像。
2019年，加拿大航天局通過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波段設計，依然是委托CSA的長期伙伴MDA進行制造。
值得一提的是，MDA在2017年與美國光學衛(wèi)星頭部企業(yè)DigitalGlobe合并，成立新公司Maxar，總部設于美國科羅拉多，并在美國和加拿大兩邊都上市。但到了2020年，Maxar又將MDA的加拿大業(yè)務剝離出來，使其重新回到加拿大的控制。
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）牽頭負責。從1991年發(fā)射ERS-1衛(wèi)星開始，歐洲便開始了商業(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，設計壽命為5年，最終在軌運行了10年，于2012年失去聯(lián)系。由于該衛(wèi)星重達8噸（相當于117個冰眼小衛(wèi)星、31個星鏈衛(wèi)星的重量），可以說是單顆大衛(wèi)星的代表作之一，但其失去運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），并計劃于近兩年發(fā)射第三和第四顆進行補網(wǎng)。從ERS，到Envisat，再到哨兵衛(wèi)星，ESA一直堅持使用C波段，也保證了數(shù)據(jù)和應用的連續(xù)性。
同時，為了能夠在森林監(jiān)測方面取得更多進展，歐洲計劃于2023年發(fā)射P波段的BIOMASS雷達衛(wèi)星，以評估陸地碳儲量并更好地了解地球的碳循環(huán)機制。
在遙感數(shù)據(jù)分發(fā)方面，ESA最開始實行雙軌制。對于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ESA的渠道申請數(shù)據(jù)，以接近成本的價格獲取數(shù)據(jù)。如果是商業(yè)用途，則需要通過ESA指定的數(shù)據(jù)代理商進行采購，通過市場價購買。到了哨兵衛(wèi)星時代，歐盟希望通過哥白尼對地觀測計劃（Copernicus）扶持歐洲的航天產(chǎn)業(yè)鏈下游應用，因此將哨兵衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)不限用途進行免費分發(fā)。得益于免費政策，哨兵一號數(shù)據(jù)成為全球下載量最大的SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)，也是InSAR應用在這幾年能夠迅速發(fā)展的關鍵推手。
除了在歐盟哥白尼計劃的大框架下，歐洲部分國家也有自己的一些商業(yè)SAR衛(wèi)星，主要包括德國、意大利和西班牙。由于歐洲航天局已經(jīng)使用了C波段，因此這三個國家使用的都是X波段SAR衛(wèi)星：
7.2.1 德國德國的SAR衛(wèi)星研究主要依托于德國宇航中心（DLR）旗下的微波雷達研究所，是全球最領先的SAR技術和應用機構之一。德國最早的SAR衛(wèi)星是用于軍事用途的SAR-Lupe衛(wèi)星，該衛(wèi)星是德國第一顆軍用衛(wèi)星，也標志著歐洲SAR軍事偵察衛(wèi)星完成組網(wǎng)，具備獨立、全天時、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，共同組成高分辨率干涉測量SAR衛(wèi)星星座。TerraSAR-X是德國早期研制的一顆高分辨率SAR衛(wèi)星，由商業(yè)公司Astrium負責影像的銷售業(yè)務，單幅影像價格在數(shù)千歐元不等，銷售情況非常好。
7.2.2 西班牙跟隨著德國的腳步，西班牙于2018年發(fā)射了PAZ雷達衛(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)星與德國的TerraSAR-X和TanDEM-X衛(wèi)星運行在同一軌道上，相當于加入組網(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共同開發(fā)，Hisdesat負責數(shù)據(jù)的商業(yè)運營。
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）負責。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，也是世界上第一個能夠同時獲取兩幅圖像的SAR衛(wèi)星系統(tǒng)。就像德國和西班牙合作一樣，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)合運營，以提供與應急管理相關的高頻信息。
COSMO-SkyMed衛(wèi)星的整體銷售情況也非常不錯，在全球范圍有大量的代理商與客戶。中國InSAR應用頭部公司東方至遠，也是COSMO-SkyMed衛(wèi)星數(shù)據(jù)的中國區(qū)獨家總代理商。
7.2.4 俄羅斯俄羅斯在SAR衛(wèi)星領域也在積極探索。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，除了在光學領域有和中國密切合作的商業(yè)公司Satellogic，阿根廷航天局在SAR衛(wèi)星領域也一直在推動進程。
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和地球物理領域的L波段，衛(wèi)星主要任務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）負責。2014年，日本發(fā)射了ALOS-2號衛(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)測和災害監(jiān)測。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波段獨特的優(yōu)勢在于可以部分穿透植被并到達地面，從而同時獲取植被和地面信息。因此日本很早就對L波段進行專門的研究，當前在國際上也有一定優(yōu)勢。除此之外，德國計劃于2022年發(fā)射TanDEM-L衛(wèi)星，也將瞄準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。在中國，ALOS-2的影像主要由博宇智圖負責總代理。
7.5 中國電子所
我國對SAR的研究工作開始于上世紀70年代。1979年，由中國科學院電子學研究所（簡稱“電子所”）獲得國內(nèi)首幅SAR圖像。80年代，電子所成功研制了分辨率為10m的機載SAR實時成像系統(tǒng)。此后三十余年，電子所獲得了國內(nèi)第一部極化SAR、第一部多維度SAR、機載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工程樣機的研制工作。發(fā)展至今，我國90%以上的星載SAR衛(wèi)星載荷，都是由電子所負責研制。
目前，我國有高分三號、環(huán)境一號C、齊魯一號等民用SAR衛(wèi)星的載荷總體，主要由電子所研制。2012年11月19日，我國首顆民用SAR衛(wèi)星環(huán)境一號C星（HJ-1C）成功發(fā)射，星上搭載了S波段雷達，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，高分三號衛(wèi)星發(fā)射升空，這是我國首顆分辨率達到1米的C波段SAR衛(wèi)星。2021年11月23日，高分三號02星成功發(fā)射，該星充分繼承了高分三號衛(wèi)星技術方案，運行于755公里高度太陽同步回歸軌道，主要載荷為C波段合成孔徑雷達，發(fā)射入軌后將與在軌運行的高分三號衛(wèi)星進行組網(wǎng)，形成海陸雷達衛(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身份識別信號接收系統(tǒng)和星上實時處理功能。
接下來，我國的民用科研星陸探一號衛(wèi)星（LT-1），將采取雙星編隊的方式，預計將在未來數(shù)月內(nèi)發(fā)射。該衛(wèi)星立足于面向1：5萬比例尺地形圖測繪，致力于解決中國全境高程數(shù)據(jù)，特別是多云多雨地區(qū)長期存在的數(shù)據(jù)來源、精度、質(zhì)量不一致的問題。
在非民用領域，我國有遙感衛(wèi)星1號、3號、10號衛(wèi)星。最高分辨率5米，主要用于國防用途。除特大自然災害等事件外，較少公布相關影像，不具備商業(yè)化背景。
因此，當前在我國商業(yè)SAR領域，有載荷研制的能力的創(chuàng)業(yè)團隊，基本上都具有電子所的學術科研背景。電子所與民營企業(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)星總體研制的團隊還有中國電子科技集團公司第38研究所（簡稱“38所”）。38所過往以機載SAR領域的研究為主，較少接觸星載SAR的終端電子設備和載荷總體，因此當前也在加緊研發(fā)當中。38所與民營企業(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”計劃。該星座是由96顆輕小型、高性能SAR雷達衛(wèi)星構成的衛(wèi)星星座，部署在多個軌道面，可為我國在海洋環(huán)境、災害監(jiān)測及土地利用等領域提供服務。天仙星座致力于為全球每一位用戶提供及時、精準的監(jiān)測服務，通過多星組網(wǎng)實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)服務能力，通過X和C雙頻搭配、高低分辨率統(tǒng)籌設計，可兼顧軍民融合應用。
星座試驗星“海絲一號”是我國首顆商業(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和一體化中央電子設備集成技術研制，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月下旬搭載長征八號火箭發(fā)射入軌。后續(xù)多顆衛(wèi)星計劃于2022年三季度完成發(fā)射，力爭2023年初步形成每天響應1-2次的全球服務能力。
其他
雖然電子所幾乎囊括了我國星載SAR領域的所有成就，尤其是在載荷研制領域。但我國有不少SAR領域研究機構，因此有許多其他單位也在嘗試進入星載SAR領域。2021年8月19日，中國成功將兩顆天繪二號02雷達測繪衛(wèi)星送入軌道，其有效載荷系統(tǒng)由中國電科14所研制。該衛(wèi)星為軍民兩用衛(wèi)星，主要使用InSAR技術來收集3D地形圖的立體數(shù)據(jù)，用于開展科學試驗研究、國土資源普查、地圖測繪等任務。
當前和SAR領域研究相關的科研單位包括西安電子科技大學、中國航天科工二院23所、北京理工大學、國防科技大學、北京航空航天大學、北京理工大學、 電子科技大學等。部分單位過往有機載SAR的研制經(jīng)驗，也在成像理論探索、星上處理系統(tǒng)、技術分析、實驗論證和系統(tǒng)研制等方面做了許多工作。
除此之外，廈門大學也正在構建由32顆SAR、水色和高分辨光學衛(wèi)星等構成的“海絲”系列衛(wèi)星星座，輻射我國東南沿海和一帶一路沿線國家和地區(qū)。
航天科技集團旗下的中國四維投資、世景公司提出了在2022年左右建成一個“16+4+4+X”的0.5米級高分辨率的商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，其中包括了4顆微波衛(wèi)星。據(jù)悉，中國四維近期即將發(fā)射X波段SAR衛(wèi)星。
7.6 其他除中國與日本外，亞洲地區(qū)還有印度的C波段RISAT-1衛(wèi)星、韓國的X波段Kompsat-5衛(wèi)星、以色列的X波段TecSAR衛(wèi)星也值得關注。
美國和印度合作，計劃于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害和全球環(huán)境變化，12天時間即可完成一次全球地表成像，所有數(shù)據(jù)將向公眾免費開放。
在成功發(fā)射“海絲一號”和“海絲二號”衛(wèi)星的基礎上，廈門大學正在構建由32顆SAR、水色和高分辨光學衛(wèi)星等構成的“海絲”系列衛(wèi)星星座，輻射我國東南沿海和一帶一路沿線國家和地區(qū)。
八、全球民營小型SAR衛(wèi)星玩家盤點隨著航天工業(yè)技術的不斷成熟，小衛(wèi)星已經(jīng)成為全球衛(wèi)星行業(yè)發(fā)展的趨勢。為了促進小衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展，許多國家在官方和民營層面都達成了共識，國營層面負責成本較高，穩(wěn)定性要求高的大衛(wèi)星，民營層面負責成本較低，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)或多或少都有國家力量在背后支持，留給風險資金參與的機會較少。而小型商業(yè)SAR衛(wèi)星正處于發(fā)展早期，未來潛力較大，風險和收益都處于較高的狀態(tài)，屬于風險資金行業(yè)喜歡的項目。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)。對于下游的SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析和應用企業(yè)，由于種類繁多，將另開篇幅討論。
8.1 ICEYE（冰眼）芬蘭ICEYE是當前全球在雷達小衛(wèi)星領域最領先的企業(yè)，也是歐洲的代表公司。
ICEYE團隊成立于芬蘭阿爾托大學納米衛(wèi)星小組Aalto-1。2018年1月發(fā)射首顆驗證星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分辨率的雷達衛(wèi)星圖像服務，并發(fā)布了其最新的視頻SAR產(chǎn)品預覽版。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)星領域實現(xiàn)干涉功能的企業(yè)。但有從業(yè)者認為，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，目標是在2022年將其在軌衛(wèi)星數(shù)量擴展到超過18顆。在2021年10月，美國國家地理空間情報局（NGA）發(fā)布的報告中，ICEYE的重訪速度被評為全球第一名。
ICEYE與歐空局ESA有緊密的合作關系。ICEYE宣布提供商業(yè)SAR衛(wèi)星影像時，歐空局的開源SAR處理軟件Snap toolbox就在第一時間支持導入該數(shù)據(jù)。由于SAR衛(wèi)星源影像處理流程非常復雜，處理技術門檻較高，許多遙感產(chǎn)學研應用方需要依賴相關軟件進行影像處理。因此Snap toolbox的支持，也為許多下游應用商采購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地觀測計劃，成為第一家為哥白尼計劃提供影像的商業(yè)SAR衛(wèi)星公司。同時，ICEYE還與瑞士再保險企業(yè)Swiss Re、數(shù)據(jù)分析公司RS Metrics等公司達成了戰(zhàn)略合作關系，在保險理賠、期貨交易等方面預測分析。
融資方面，ICEYE在2020年9月完成了8700萬美元的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Capella Space是全球雷達小衛(wèi)星領域的第一梯隊企業(yè)，也是美國的代表公司。
成立于2016年的Capella Space，并獲得300萬美元的種子輪融資。2018 年，Capella Space發(fā)射了美國第一顆測試衛(wèi)星。迄今為止，Capella Space總共籌集了8000萬美元的資金。Capella Space一直在進行宣傳，強調(diào)美國必須奪回商業(yè)SAR領域的領頭羊定位。Capella Space原計劃在2020年發(fā)射7顆衛(wèi)星，但由于疫情和各方面的原因，發(fā)射任務一直在延期。因此，在2020年8月底發(fā)射第一顆業(yè)務星之前，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，空間分辨率可達到0.5m，重量約為112kg。Capella Space希望打造一個36顆衛(wèi)星組網(wǎng)的SAR衛(wèi)星星座，實現(xiàn)每小時的全球范圍重訪，在時間和價格方面建立優(yōu)勢。
在2021年10月，美國國家地理空間情報局（NGA）發(fā)布的報告中，Capella Space的空間分辨率被評為全球第一名。美國政府目前在全球范圍內(nèi)是最大的SAR衛(wèi)星影像采購方之一。作為一家美國的企業(yè)，Capella Space贏得了非常多美國政府和軍方的訂單，其客戶包括美國空軍、國家偵察局（NRO）和國防部國防創(chuàng)新小組（DIUx），在政府業(yè)務訂單上具有一定的優(yōu)勢。
擁有多家知名VC支持的Capella Space，目前是最有希望實現(xiàn)上市的企業(yè)。作為美國企業(yè)，當前已經(jīng)有多家知名VC支持，并且有在軌衛(wèi)星，即將實現(xiàn)明確的持續(xù)收入，軍方點名采購，因此上市前景較好。
由于與美國軍方的密切合作關系，Capella Space目前在中國市場的運營處于停滯狀態(tài)。
8.3 Umbra成立于2015年Umbra，也是當前為數(shù)不多實現(xiàn)在軌驗證的商業(yè)SAR衛(wèi)星公司之一。
總部位于美國加州圣巴巴拉的Umbra，原名為Umbra Lab。在即將發(fā)射第一顆衛(wèi)星之前，公司將Lab（實驗室）去掉，象征著技術走向成熟應用期。
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，主要任務是測試技術和衛(wèi)星設計，驗證傳感器性能。
目前，Umbra已經(jīng)獲得聯(lián)邦通信委員會的許可，將以高達15 cm的分辨率采集影像。Umbra的優(yōu)勢在于發(fā)明了一種創(chuàng)新的天線設計方法，具有業(yè)界領先的輕質(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，展開可達到SUV的體積，解決了以前面臨的天線體積、質(zhì)量和功率問題。
與其他競爭對手不同，Umbra的商業(yè)模式主要是銷售SAR圖像，暫時沒有計劃提供地理空間分析的服務。Umbra構建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年時間便實現(xiàn)在軌驗證，發(fā)展速度非?？?。
Synspective計劃利用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)。該公司計劃在2023年建造一個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)計劃在2021年發(fā)射第二顆驗證衛(wèi)星，然后開啟業(yè)務星項目。作為業(yè)務星，StriX β是Synspective將配備X波段雷達，重量將控制在100公斤內(nèi)，并且能夠實現(xiàn)1-3m的成像分辨率和InSAR技術。到 2023 年，該公司計劃發(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)星的載荷技術就是由日本宇宙航空研究開發(fā)機構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家機構提供支持。
8.5 PredaSAR成立于2019年的PredaSAR，總部位于美國佛羅里達州。
PredaSAR是Terran Orbital的子公司，與Tyvak納米衛(wèi)星公司屬于姐妹公司關系。當前PredaSAR的CEO是美國退役空軍少將羅杰·蒂格 (Roger Teague) ，董事會和公司管理層中有許多美國退伍軍官。公司計劃建造至少44顆SAR衛(wèi)星組成的星座。
發(fā)射方面，PredaSAR原計劃于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2500萬美元的種子輪融資。
相比于其他美國商業(yè)SAR衛(wèi)星企業(yè)，PredaSAR的宣傳相對較少，出現(xiàn)于媒體的次數(shù)遠少于其他企業(yè)。
8.6 iQPS成立于2005年的iQPS，隸屬于日本QPS研究所。
iQPS的目標是到2025年構建36個衛(wèi)星組網(wǎng)的星座，在10分鐘內(nèi)觀測的全球任意一個地點。
2019年11月，iQPS通過在印度發(fā)射了首顆100千克的SAR衛(wèi)星“IZANAGI”。2021年1月，iQPS通過SpaceX的火箭成功發(fā)射樂第二顆衛(wèi)星。
iQPS的業(yè)務覆蓋范圍較廣，不僅有整星的業(yè)務，也有大量的零部件產(chǎn)品設計制造業(yè)務，甚至提供相關技術咨詢、會議組織等服務。iQPS的客戶包括九州大學、名古屋大學、九州工業(yè)大學、東京大學、千葉大學、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，從成立至今總計融資了30.23億日元（約2700萬美元）。
8.7 Trident Space成立于2016年的Trident Space，總部位于美國弗吉尼亞州。
Trident Space計劃在2021年發(fā)射首顆衛(wèi)星。不同于其他初創(chuàng)公司瞄準的百公斤級SAR衛(wèi)星，Trident Space的首顆衛(wèi)星重量計劃為300公斤，分辨率1米，設計壽命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48顆衛(wèi)星星座，使重訪時間降至10分鐘以下。
根據(jù)Trident Space的CEO卡蘭格蘭的測算，按每平方公里10美元計算，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，總部位于美國弗吉尼亞州。
Xpress SAR計劃于2024年發(fā)射并運營四顆高分辨率商業(yè)X波段SAR衛(wèi)星星座，分辨率最高可達1m。
8.9 其他商業(yè)小衛(wèi)星雖然受到各個國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，也有許多項目因為無法持續(xù)造血而停止運營，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，以在國際空間站安裝了兩顆超高清攝像頭而聞名。該公司曾計劃搭建由16顆高分辨率光學成像衛(wèi)星和8顆SAR衛(wèi)星組成的OptiSAR星座，搭載1m級分辨率的X 波段和5m分辨率L波段傳感器。UrtheCast還分別于2015年和2019年收購了Deimos Imaging和Geosys。然而，到2020年10月，UrtheCast終究無法應對持續(xù)的財務危機，最終宣布破產(chǎn)。
UrtheCast破產(chǎn)有很多原因，但有兩點無法忽視。一個是其發(fā)展進度較慢，因各類問題導致其OptiSAR星座的建設速度不斷推遲。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)射市場非常尷尬，沒法滿足單一重型運載火箭的運載量，在商業(yè)航天的小衛(wèi)星拼單發(fā)射市場也不受到歡迎。
九、中國民營SAR衛(wèi)星玩家盤點相比于已經(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)即將實現(xiàn)在軌驗證的美國，中國的商業(yè)SAR衛(wèi)星行業(yè)還處于非常早期的階段，與中國龐大的國防和應急需要非常不匹配。當前，民營企業(yè)僅有天儀研究院一家企業(yè)，實現(xiàn)了單顆小型商業(yè)SAR衛(wèi)星的在軌驗證。除此之外，智星空間也實現(xiàn)了一顆6U多光譜遙感衛(wèi)星的在軌驗證。
針對當前狀況，本文主要討論已有SAR衛(wèi)星生產(chǎn)或發(fā)射計劃的企業(yè)。這些企業(yè)不僅有專注于衛(wèi)星制造的上游企業(yè)，也有主營業(yè)務在下游的遙感應用與服務企業(yè)。許多下游的企業(yè)通過聯(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，也開拓企業(yè)自身的服務和應用。
9.1 天儀研究院成立于2016年的天儀研究院，是我國小衛(wèi)星行業(yè)的龍頭代表企業(yè)，也是當前中國唯一實現(xiàn)小型商業(yè)SAR衛(wèi)星在軌驗證的企業(yè)。天儀研究院目前共完成了12次太空任務，成功發(fā)射21顆小衛(wèi)星。
2020年12月，我國首顆商業(yè)SAR衛(wèi)星“海絲一號”試驗星成功發(fā)射。該衛(wèi)星是中國第一顆平板可折疊衛(wèi)星，也是國際首顆C波段輕小型商業(yè)合成孔徑雷達遙感衛(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)報道，天儀研究院計劃在2023年完成56顆SAR衛(wèi)星組網(wǎng)，到2025年實現(xiàn)96顆高分辨率SAR星座的組網(wǎng)。屆時，對全球絕大部分地區(qū)，天儀的SAR衛(wèi)星基本可保證每小時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，目前已實現(xiàn)多次在軌驗證。
據(jù)悉，天儀研究院在2021年有四顆SAR衛(wèi)星投產(chǎn)，預計將于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)星的制造和運營，具備星載一體化設計能力，是國內(nèi)首家報備X波段SAR衛(wèi)星的單位。
2020年12月，公司首發(fā)星“智星一號A星”成功發(fā)射。“智星一號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，計劃在未來兩年內(nèi)完成建設，實現(xiàn)全球任意地點小時級的按需觀測重訪。根據(jù)與埃塞俄比亞航天科技研究院達成的合作協(xié)議，后續(xù)“智星一號A星”也將服務于非洲國家的衛(wèi)星遙感應用市場。
智星空間預計年底前完成2顆SAR衛(wèi)星“智星二號X1/X2衛(wèi)星”的出廠測試，明年上半年搭載發(fā)射。智星二號X1/X2衛(wèi)星重量約為200kg，是國內(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，測試的最高分辨率可達0.5m。
除星載雷達外，智星空間也在開展機載雷達的研制工作。“盛景一號”MiniSAR是智星空間首款自研的小型機載SAR系統(tǒng)，可集成安裝在多旋翼、固定翼等小型無人機上，在2021年11月成功完成中石化管道巡線飛行雷達成像任務。
作為陜西省的特色項目，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“的雷達衛(wèi)星系統(tǒng)研制項目，智星空間獲得數(shù)億元的大合同，包含12顆合成孔徑雷達衛(wèi)星系統(tǒng)的研制、發(fā)射和在軌測運控服務，建設周期為兩年。同時，智星空間也在地方政府的支持下搭建具備衛(wèi)星整裝集成測試能力的衛(wèi)星工廠。
2019年5月，智星空間完成數(shù)千萬元人民幣天使輪融資，由哈工創(chuàng)投領投，宣城火花基金和同潤科投跟投；2020年12月，智星空間完成數(shù)千萬元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，是國內(nèi)頭部衛(wèi)星運營與應用服務提供商，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，將通過一箭四星的形式，建設由4顆SAR衛(wèi)星組成的航天宏圖一號（PIESAT-1）星座，具有InSAR能力，可制作高精度數(shù)字表面模型（DSM）相關應用，并執(zhí)行全球非極區(qū)1:5萬比例尺測繪任務。該星座研制費用為2.4億元，合作方包括中國空間技術研究院（航天五院）與銀河航天。
航天宏圖屬于典型的下游應用端回溯上游供給側的企業(yè)。在企業(yè)完成上市獲得充裕的現(xiàn)金流，通過合作的形式與上游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，擴展應用。航天宏圖的下游產(chǎn)品線非常豐富，無論是遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理軟件和云平臺，還是面向各個行業(yè)的垂直解決方案，都已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。因此，選擇向上游擴展，既可以豐富下游應用的數(shù)據(jù)源，也可以進一步拓展公司第二曲線，實現(xiàn)收入穩(wěn)定持續(xù)快速增長，對二級市場予以更大的想象空間和發(fā)展前景。值得關注的是，航天宏圖計劃通過一箭四星的形式進行發(fā)射。雖然一箭四星的方式有利于控制成本，但是對于火箭發(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)星星座建設計劃。
9.4 四象愛數(shù)與航天宏圖類似，四象愛數(shù)也是從下游應用端回溯到上游制造的企業(yè)。
成立于2017年的四象愛數(shù)，主營業(yè)務為遙感衛(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)、金融等領域的應用。四象愛數(shù)在金融保險領域具有一定優(yōu)勢，與國泰君安、南華期貨、葦萊保險等金融機構開展廣泛合作，并有多個另類數(shù)據(jù)產(chǎn)品上線萬得資訊、同花順、Neudata等金融數(shù)據(jù)平臺。
據(jù)悉，四象愛數(shù)正在研制200kg的SAR衛(wèi)星，目前已完成總體方案設計、衛(wèi)星與載荷技術接口設計、機載飛行試驗，預計可達到米級分辨率，總投入約在數(shù)千萬元。四象愛數(shù)原定于2021年6月進行發(fā)射，目前發(fā)射計劃已推遲。
9.5 中科衛(wèi)星成立于2020年12月的中科衛(wèi)星，是由中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱“空天院”）創(chuàng)辦的新型混合所有制企業(yè)，提供衛(wèi)星研制，整星設計等服務，總部位于山東濟南。
中科衛(wèi)星的首席科學家為空天院高級專務鄧云凱研究員，曾任我國第一顆微波成像雷達衛(wèi)星載荷主任設計師和衛(wèi)星副總師。
2021年4月，齊魯一號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、滑動聚束多種成像模式。
據(jù)悉，齊魯衛(wèi)星星座總計有4顆SAR衛(wèi)星的發(fā)射計劃。該星座由山東產(chǎn)業(yè)技術研究院、空天院等機構多方合作建設。
9.6 感知起源成立于2021年6月的感知起源，是商業(yè)SAR領域的最新團隊之一，創(chuàng)始人為馬兵強博士，中科院電子所SAR專業(yè)，具有豐富的SAR型號研發(fā)經(jīng)驗。感知起源是國內(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)品瞄準百公斤級。公司計劃與產(chǎn)業(yè)上下游的合作伙伴，攜手共建小衛(wèi)星SAR星座，提供高分辨率雷達數(shù)據(jù)，補充國產(chǎn)數(shù)據(jù)的空缺，服務于應急救災、金融保險、自然資源和環(huán)境保護等重要領域。
目前，團隊已獲得數(shù)百萬種子輪融資，正在進行下一輪融資。
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)隸屬于珠海國資委，由珠海格力集團控股。
“珠海一號”衛(wèi)星星座，是由歐比特發(fā)射并運營的商業(yè)遙感微納衛(wèi)星星座。 整個星座由34顆衛(wèi)星組成，涵蓋了視頻衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星、雷達衛(wèi)星、高分光學衛(wèi)星和紅外衛(wèi)星。其中，歐比特計劃發(fā)射兩顆2顆OSS雷達衛(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”正式啟動會在深圳召開。主要項目參與單位包括中科遙感（深圳）衛(wèi)星應用創(chuàng)新研究院、深圳航天東方紅海特衛(wèi)星、北京遙測技術研究所等三家單位，計劃發(fā)射8顆小型SAR衛(wèi)星以搭建星座。其中，“深圳一號”是一顆X波段微小型SAR衛(wèi)星，具備國內(nèi)重點城市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。為避免相關災害再次發(fā)射，深圳在應急防災領域有巨大投入，因此對SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)有較大需求。中科遙感于2017年9月啟動項目，是國內(nèi)最早提出小型SAR衛(wèi)星星座的單位，“深圳一號”原計劃于2018年12月具備進場發(fā)射條件。然而從項目啟動會至今，該星座構建計劃并沒有披露更多進展消息。
9.9 時空道宇成立于2018年的時空道宇，是吉利科技集團旗下的企業(yè)。
時空道宇的主營業(yè)務為航天信息與通信基礎設施，實現(xiàn)從星座設計、衛(wèi)星研制、星座測運控、衛(wèi)星應用的全產(chǎn)業(yè)鏈布局建設。
根據(jù)時空道宇的新聞報道，經(jīng)過兩年多的時間，時空道宇已經(jīng)完成了低軌導航增強雙星研制出廠，遙感AI衛(wèi)星產(chǎn)品發(fā)布，形成了覆蓋10公斤級至噸級的衛(wèi)星平臺產(chǎn)品體系，以及國內(nèi)首個C頻段商用衛(wèi)星控制中心的建設，實現(xiàn)從星座設計、整星及供應鏈產(chǎn)品研制、衛(wèi)星應用的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
雖然時空道宇目前尚未發(fā)布SAR衛(wèi)星星座計劃，但其已經(jīng)在為SAR衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)進行布局。時空道宇的高級副總裁劉勇，在中科院任職期間，曾擔任齊魯一號SAR衛(wèi)星的總設計師，深入?yún)⑴c該衛(wèi)星的研制過程。
航天產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)資金需求巨大，而時空道宇在航天領域的產(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，吉利科技當前有進入手機市場的計劃，加上飛行汽車、無人機等資金需求巨大的領域，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，是國內(nèi)的微小衛(wèi)星全產(chǎn)業(yè)鏈服務商，為政企客戶提供商業(yè)衛(wèi)星定制、星座核心服務、行業(yè)終端應用和航天科教系統(tǒng)。
九天微星迄今已發(fā)射共計9顆衛(wèi)星，全部成功在軌交付，于2018年實現(xiàn)民營百公斤級衛(wèi)星的設計研制和在軌驗證。2021年，九天微星衛(wèi)星工廠完成一期工程建設，進入車間產(chǎn)線設備全面調(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)線也已啟動方案設計。
九天微星創(chuàng)始人兼董事長謝濤告訴36氪，商用SAR衛(wèi)星是一個新興的需求。九天微星的布局是把“一縱一橫”兩大產(chǎn)業(yè)做實?！耙豢v”是面向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的端到端產(chǎn)品與服務?！耙粰M”即是SAR衛(wèi)星的平臺、數(shù)據(jù)應用和行業(yè)應用，為SAR衛(wèi)星星座運營商提供整星研制和在軌交付，通過“通導遙一體化”的定制解決方案，將衛(wèi)星技術運用普及到應急救援、環(huán)境監(jiān)測、智慧交通、智慧城市，智慧能源等各個領域。一縱一橫的交叉點是相控陣天線?；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%也是相控陣設備。過去雷達衛(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，相控陣成本在降低，技術越來越成熟，SAR的商用就變得越來越可行了。
十、SAR衛(wèi)星行業(yè)未來發(fā)展趨勢小型商業(yè)SAR未來，在未來5-10年都將保持增長的態(tài)勢，也會有更多的創(chuàng)業(yè)團隊投入該領域。
然而，隨著時間的推移，留給初創(chuàng)團隊的時間窗口也越來越短。無法在三年時間內(nèi)實現(xiàn)在軌驗證的初創(chuàng)企業(yè)，將迅速被行業(yè)所淘汰，既無法尋找到合作訂單，也沒有辦法尋求新一輪融資。商業(yè)航天行業(yè)的風險很高，風險資本將呈現(xiàn)出極端的馬太效應，已經(jīng)實現(xiàn)在軌技術驗證，并且一步步實現(xiàn)組網(wǎng)的企業(yè)，將獲得大量的資金支持。而無法在技術上實現(xiàn)突破的企業(yè)，將被行業(yè)拋棄。
千域空天的創(chuàng)始人藍天翼認為，中國商業(yè)SAR衛(wèi)星企業(yè)的優(yōu)勢和劣勢都是起步晚。從優(yōu)勢來說，在商業(yè)模式、研制方法上有豐富的可參考的經(jīng)驗。對于不敢出手這個領域的投資機構，也會在看到歐美相關企業(yè)的發(fā)展后，會開始了解這個領域并在國內(nèi)尋找相應標的。從劣勢來說，未來航天的市場都是全球的，歐美公司先一步開始在全球領域去售賣數(shù)據(jù)、提供服務，會對后進入這一領域的中國公司造成比較明顯的市場進入阻礙。
在發(fā)展方向上，全行業(yè)未來將呈現(xiàn)巨大趨勢：
一、小型化，輕量化：對于研發(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)公司的機會只有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)展的關鍵。對標于ICEYE以不到100kg的小衛(wèi)星實現(xiàn)0.25m的分辨率，中國的初創(chuàng)企業(yè)還有許多需要追趕的地方。
二、組網(wǎng)化：組網(wǎng)能力是考驗商業(yè)小衛(wèi)星企業(yè)發(fā)展的關鍵點。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。SpaceX的星鏈衛(wèi)星曾遭受到行業(yè)的廣泛質(zhì)疑，就是因為部分衛(wèi)星在軌運行不到一年就開始偏離，業(yè)界擔心starlink項目的收益無法填補其每年補網(wǎng)所需要的資金缺口，成為一個資金的無底洞。相比之下，許多大衛(wèi)星雖然造價昂貴，但由于穩(wěn)定性較高，都可以在預期壽命以上超期服役，降低補網(wǎng)的成本。組網(wǎng)能力還與火箭的運載成本以及衛(wèi)星的重量和制造成本息息相關。如果商業(yè)發(fā)射的成本能進一步下探，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其運營成本。
三、獲利于國際局勢振蕩：小型商業(yè)SAR衛(wèi)星行業(yè)不能單靠政府的補貼和風險投資來運營，必須有更大的應用市場，諸如國防安全，金融保險，應急管理等領域。其中，國防安全又占據(jù)SAR影像應用的大比例。因此，國際局勢的穩(wěn)定性對于SAR衛(wèi)星影像市場有較大影響。如國際局勢在未來二十年內(nèi)保持持續(xù)振蕩的狀態(tài)，SAR影像市場將進一步擴大。
四、降低門檻，減少流程：當前商業(yè)SAR衛(wèi)星影像行業(yè)的上下游鏈路較長，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)應用，每一環(huán)都決定了行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢。當前，由于數(shù)據(jù)較為缺乏，國產(chǎn)的上下游企業(yè)聯(lián)系有待進一步深化。以SAR衛(wèi)星影像處理為例，SAR衛(wèi)星影像處理流程非常復雜，需要專用的軟件，開源的SNAP和付費的ENVI是當前主要的處理軟件。如后續(xù)國產(chǎn)SAR衛(wèi)星需要進一步擴大應用，針對于處理軟件和平臺的產(chǎn)學研結合必須深化發(fā)展，降低影像的處理門檻。
五、上下游擴張：近年來出現(xiàn)下游數(shù)據(jù)應用向上游衛(wèi)星制造擴張的公司，說明下游感受到了上游數(shù)據(jù)源不足的壓力。同時，上游衛(wèi)星制造公司也在向下游擴張，這都是行業(yè)發(fā)展過程中不可避免的“內(nèi)卷”。這種現(xiàn)象源自市場的驅動、自身的發(fā)展和競爭的加劇，客觀也反映了大家對未來整體市場蛋糕的看好，畢竟投入不小，如果不是對未來有很堅定的信心，這樣的投入也是有很大風險的。
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