高分三号卫星以及数据产品简介

参考链接:
（1） [https://wenku.baidu.com/view/3c910695c4da50e2524de518964bcf84b8d52d03.html]
（2） [https://blog.csdn.net/ZMT1849101245/article/details/75370527ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159609587419725211944758%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257D&request_id=159609587419725211944758&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2 _allfirst_rank_ecpm_v3~pc_rank_v2-4-75370527.first_rank_ecpm_v3_pc_rank_v2&utm_term=%E9%AB%98%E5%88%863%E5%8F%B7%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%BA%A7%E5%93%81%E7%AE%80%E4%BB%8B&spm=1018.2118.3001.4187]
（3）https://wenku.baidu.com/view/7ef836498662caaedd3383c4bb4cf7ec4bfeb611.html?fr=search
（4）https://wenku.baidu.com/view/de0b142cae45b307e87101f69e3143323968f520.html?fr=search
（5）https://wenku.baidu.com/view/0e367f4e77a20029bd64783e0912a21615797f02.html?fr=search
（6）ttps://wenku.baidu.com/view/5f575b573086bceb19e8b8f67c1cfad6185fe945.html?fr=search

高分三号卫星

高分三号卫星简介

高分三号卫星于2016年8月发射升空。它是我国被誉为“天眼工程”的高分辨率对地观测系统重大专项“形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统”的目标的重要组成部分。其可以提供SAR图像。
高分三号卫星是我国首颗分辨率可以达到1m的****C频段多极化合成孔径雷达卫星，；也是“高分家族”中唯一一颗合成孔径雷达卫星，它不需要借助光线，而是利用微波，属于微波遥感范畴。同时还是迄今为止世界上成像模式（12种）最多的星载合成孔径雷达。

高分三号的分辨率：高分三号卫星提供的SAR图像可以提供1米至500米分辨率、10公里至650公里幅宽的微波遥感数据，用于服务于海洋环境监测与权益维护、灾害监测与评估、水利设施监测与水资源评价管理、气象研究及其他多个领域。

高分三号选用C波段的好处：根据功能和使命的不同，地球微波遥感探测卫星可以划分为L、 S、C、X等频段，频率依次由低到高。频率越低，穿透力越强，越高则穿透力越差。打个比方，假如用这四种频段看一棵树，X频段只能看到树梢，L、 S频段只能看到树根，C频段则介于两者之间，既能看到地表，也能看到树干。因此，在对海洋、气象、减灾等环境和目标进行探测时，C频段的优势更为突出。

高分三号采用多极化方式：电磁波发射分为水平波(H)和垂直波(V)，接收也分为H和V。单极化是指(HH)或者(VV),就是水平发射水平接收或垂直发射垂直接收，如果你研究的是气象雷达领域那一般都是(HH)。双极化是指在一种极化模式的同时， 加上了另一种极化模式，如(HH)水平发射水平接收和(HV)水平发射垂直接收。全极化技术难度最高，要求同时发射H和V,也就是(HH)(HV)(W)(VH)四种极化方式。而高分三号多极化包含上述所有极化方式，即单极化、双极化及全极化。

高分三号有12种成像模式：高分三号卫星是迄今为止成像模式（12种）最多的SAR卫星，它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式，而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换，既可以探地，又可以观海，达到“一星多用”的效果。

高分三号卫星寿命为8年，高于其他卫星：高分三号卫星的设计使用寿命为8年，高于其他国产高分卫星和国外雷达卫星。（其他高分卫星3-5年，国际卫星6-7年）

高分三号卫星的波束扫描模式（对应于成像模式）

合成孔径雷达的波束扫描模式

合成孔径雷达按波束扫描方式一般分为三种模式：条带式SAR、聚束成像SAR和扫描式SAR。

条带式SAR：其波束指向与载体的飞行方向是固定的，波束扫描平行于飞行航迹的一条条带区域,并得到该条带区域的雷达图像。该模式成像技术相对简单，适合进行大面积的测绘，星载条带式SAR的测绘带宽可达几百公里。

聚束式SAR：其波束始终指向成像景物，可以对景物进行长时间的观测，获得长的合成孔径，从而获得高的方位分辨率。该模式适合于对景物进行精细成像。（分辨率会高一些）

扫描式SAR（scanSAR）：它是条带模式和聚束模式的结合体，它根据实际情况选择用条带模式或者聚束模式对景物进行粗略或者精细成像。
无论那种成像方式其基本原理是相同的，都基于距离多普勒原理。雷达成像中距离分辨率都是通过发射宽频带信号进行接受匹配滤波得到窄脉冲，方位分辨率通过对散射点回波信号的多普勒历程进行相干积累得到。

高分三号的成像模式（细分12种）

共包括6种条带成像模式、1种滑块聚束成像模式、3种扫描成像模式、1种波成像模式、2中扩展入射角成像模式。
对于这12种成像模式，直接用前人整理出来的图标进行说明。

1.滑动聚束模式（SL）是一种新颖的SAR成像模式，它通过控制天线辐照区在地面的移动速度来控制方位分辨率，其成像的面积比聚束SAR大，并且其分辨率可以高于相同天线尺寸条带SAR的分辨率，它可以在高分辨率和大面积成像中做出更好的权衡。图像也不会产生扇贝效应，因此是一种比较有应用价值的工作模式。高分三号在该模式下能够实现分辨率1m,成像面积10km* 10km。

这里要注意高分三号用的是滑动聚束SAR模式，不是普通的聚束SAR模式，滑动聚束SAR模式兼具了条带式以及聚束式的特点。首先，条带SAR和滑动聚束SAR的基本原理是相同的，都是通过对平台运动所产生的多普勒频率进行分析从而提高方位分辨能力，因而大部分概念和术语基本一致，但两者之间由于不同特性。其次，聚束式SAR其波束始终指向成像景物，可以对景物进行长时间的观测，获得长的合成孔径，从而获得高的方位分辨率。该模式适合于对景物进行精细成像。

2.6种条带模式
一般的星载SAR都具有条带模式,目前的大部分星载SAR都以条带模式为常用工作模式。

3.3种扫描模式（ScanSAR）
ScanSAR是星载SAR宽测绘带观测的重要模式，它通过在多个子测绘带间切换，来扩展其一次通过观测地区时的观测带宽度，从而实现宽测绘带观测。星载SAR工作于ScanSAR模式时，首先在第一个子测绘带工作一段时间,再切换到第二个子测绘带。对所有子测绘带完成扫描后，再回到第一个子测绘带继续工作。为了地面图像能够连续，ScanSAR 需要在合成孔径时间内完成对所有子测绘带的观测，在每个测绘带观测的时间就会比较少。从目标的角度看，就是把原来的合成孔径时间，与在同一方位向不同测绘带的目标分享，各占一段。因此，相比条带模式，ScanSAR 可以说是牺牲一部分的分辨率来换取了宽的测绘带。

4.波成像模式
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5.高低入射角成像模式
暂无相关资料

高分三号数据产品

产品级别

高分三号卫星数据包括L0-L3 级标准产品及L4级行业应用产品，标准产品的生产是高分三号卫星数据应用必不可少的处理步骤，它是生成4级行业应用产品的前提。
（1） L0级产品聚焦处理
SAR传感器接收的原始信号为RAW数据(L0级)，需要利用聚焦算法对其进行成像处理生成斜距单视复数影像(SLC 影像，L1 级)，SLC影像是用户常用的一种数据产品类型。
（2）L1级辐射定标产品生产
由于多种误差源的存在，SLC数据存在辐射误差，为能精确反映地物回波特性，需要进行辐射定标处理，将输入信号转化为雷达后向散射系数。（？？？所以说GF3号的L1级辐射定标产品想提取其后向散射系数时不用再进行辐射定标了吗？？？？）
（3）L1级多视产品生产
SLC数据为1视复数数据，为提高图像的视觉效果，同时提高对每个像元后向散射的估计精度，需要进行多视处理，即对目标的多个独立样本进行平均叠加。多视处理一方面使影像几何特征更接近地面实际情况，另一方面也在一定程度上降低了斑点噪声(在降低噪声的同时降低了空间分辨率)。（？？？所以说GF3号的L1级多视产品不再需要多视处理了吗？？？？）
（4）L1级影像配准产品生产
采用多个时相数据时,需要进行多时相影像配准。常用的配准方法主要有：相干系数法、最大干涉频谱法、平均波动函数法、基于相位和基于强度的最小二乘法等。
(5) L1级斑点噪声滤波产品生产
由于SAR系统是相干系统，相干斑噪声是SAR影像的固有现象。相干斑噪声的存在严重影响了SAR影像的地物可解议性，因此需要进行斑点噪声滤波处理。常用的SAR 滤波器通常指空间滤波器，主要有Lee滤波器、Frost 滤波器、Kuan滤波器以及Gamma MAP滤波器等。针对多时相数据，还可以采用多通道滤波器或多时相滤波器。
(6) L1级强度影像产品生产
强度特征是SAR影像最主要的特征之一，基于SAR强度影像可以提取地物信息，因此需要将SAR复数影像数据转换为SAR强度影像数据。
(7) L1级极化特征产品生产
地物电磁特性与电磁波的极化方式有着密切的关系，同一目标在不同的极化方式下会产生不同的回波信号，不同地物对极化的响应能力不同，利用不同极化的电磁波对地物进行观测，能够得到更加丰富的地物信息。全极化SAR不仅可以提供HH、HV、VH和VV四种极化测，能够得到更加丰富的地物信息。全极化SAR不仅可以提供HH、HV、VH和VV四种极化步增强地物信息提取能力。
(8) L2级地理编码产品生产
根据卫星下传的姿轨数据，对L1级图像数据经过几何定位后、地图投影、重采样后的数据产品为L2级地理编码产品。地理编码通常采用基于RD定位模型的几何校正处理方法。L2级地理编码产品通常指地理编码椭球校正(GEC) 产品，GEC 将地球表面简化为一个椭球面。
(9) L3级地理编码产品生产
要很好地应用SAR数据必须在L2级地理编码产品基础上进行几何精校正，生成L3级地理编码产品，即地理编码地形校正(GTC)产品，GTC利用数字高程表面模型作为真实地球表面或利用控制点对定位模型进行参数优化。
(10) L4 级行业应用产品生产
L4级行业应用产品生产，包括海洋、减灾、水利、气象及其他多个行业应用产品生产等。