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美国本土商业SAR遥感公司Capella Space发布最新合成孔径雷达图像

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美国本土商业SAR遥感公司Capella Space发布最新合成孔径雷达图像

地点:蒙罗维亚,非洲西海岸的利比里亚首都

利比里亚蒙罗维亚被任命为纪念詹姆斯·梦露总统,以解决被释放的奴隶。高分辨率SAR图像聚焦在大西洋沿岸城市的Sinkor区。图伯曼大道明显被视为图像中较暗的区域,沿梅苏拉多半岛延伸。在梅苏拉多(Mesurado)湿地中可以看到巴利岛(Balli Island)。

地点:佛罗里达州梅里特岛约翰·肯尼迪航天中心

卡佩拉(Capella)的高分辨率聚束式图像清晰地为肯尼迪航天中心39A发射场成像。该图显示了梅里特岛(Merritt Island)的湿地与阿波罗计划,航天飞机计划以及SpaceX商业货运和机组人员任务所在的垫之间的对比。

地点:德克萨斯州休斯顿Lyndon B. Johnson航天中心

Lyndon B. Johnson太空中心的这张SAR影像为该综合大楼的100座建筑物成像,用于人类太空飞行训练、研究和飞行控制。Capella的Spot影像具有5km x 5km的覆盖范围,可提供高分辨率的全天候能见度,其中包括附近的公寓大楼,酒店和NASA Road 1沿线的医院。

地点:乔治华盛顿大桥-哈德逊河,纽约曼哈顿,新泽西州李堡

乔治华盛顿大桥沿1776年美国大陆军使用的大致疏散路线连接了曼哈顿的华盛顿高地和新泽西州的利堡。14车道的双层悬索桥在我们的高分辨率图像中明显分辨。诸如地面、电缆和吊塔之类的细粒度特征易于识别,这说明了为什么高分辨率图像是用于基础设施监控的强大工具的原因。当水将雷达能量散射出去,导致表面变暗时,由于信号从物体反射回水再传回传感器,因此,由于SAR多径效应,乔治华盛顿大桥似乎在水中反射。


 

Capella Space公司在2018年12月3号发射的两颗用于技术验证的SAR卫星已经开始提供SAR图像,具备提供SAR数据服务的初始能力。

Capella SAR 发布的0.5米分辨率SAR图像

 Capella SAR工作于X频段,最高工作带宽为500Mhz,太阳同步轨道,卫星周期为90分钟,成像模式包括传统条带式、多范围条带、聚束式、滑动聚束式等多种成像模式,最高图像分辨率为0.5米,其地面分辨率和测绘带宽随卫星视角变化而变化。用户可以通过选择不同的发射带宽和PRF组合来满足其对成像分辨力的要求。首批卫星将以单极化的方式工作,后续卫星将可能改进实现多极化测量的能力。


Capella 技术验证星与TerraSAR体积比较

Capella Space用于技术验证的SAR卫星在未展开状态时体积小于1m,比一个成年人还要小还要轻,相比与德国TerraSAR卫星2.5m*5m的体积,CapellaSAR卫星的体积计划可以忽略不计。SAR卫星在轨展开后,其天线的长度接近TerraSAR卫星的长度,这种柔性天线展开后面积可以达到8平米。 

当Capella 的SAR卫星工作于聚束式模式下,能够实现最高0.3米的方位向分辨性能,但是由于美国政府法规的限制,该公司只能提供分辨率大于0.5m的图像。该雷达能够实现100平方公里的成像范围(50*20/10*10),最高0.3m方位分辨率。当工作于滑动聚束式模式下,在30度视角时,其图像长度为10公里时,对应的最佳方向性分辨率为0.018m;图像长度为100公里时,对应的最佳方位向分辨率为0.151m;图像长度为200公里时时,对应的最佳方位向分辨率为0.027m。

CapellaSpace2020年1月21日公布了其惠特尼星座的新设计,该星座由计划于2020年发射的七枚合成孔径雷达卫星组成。新卫星重100公斤,约为Capella于2018年12月发射的48公斤技术演示航天器Denali的两倍。Capella对Denali设计进行了重大更改。该公司将太阳能电池阵列的尺寸增加了一倍,增加了第二个恒星追踪器,选择了更大的反作用轮,并为其惠特尼星座重新设计了反射器天线Capella的新型3.5米孔径部署的网状反射器天线旨在提供分辨率高于50厘米的高对比度、低噪声图像。新的设计机构系统总体服务后的时间推迟了八个月,目的是完成并验证Sequoia的改进设计,除了重新设计卫星,Capella还致力于简化流程,以接受订单,分配卫星任务和提供图像。

Capella Space计划中星座中的第一颗商业运行的卫星已于2020年8月31日成功部署到轨道上,这使该公司距离提供全球按需合成孔径雷达图像的愿景又近了一步。这个SAR卫星由火箭实验室公司的火箭在新西兰发射升空,最终部署到约500公里的圆形轨道上,Capella Space将这颗正式用于组网运行的SAR卫星称为“红杉”(Sequoia),红杉是一个100公斤级的微卫星,轨道倾角为45°。  


红杉任务“我不能相信它不是光学的”徽章

近日Capella Space发布了第一批来自红杉雷达卫星,分辨率为2米的雷达图像。

印度的Sundarban国家公园

上面的图片是印度Sundarban国家公园的条带模式雷达图像。Sundarbans(河的右侧)的红树林与河的左侧的采伐土地形成鲜明对比。在犁过的田野尽头的河岸,可以看到原始的红树林森林的遗迹。沿河可见许多船只。河流的清晰度突显了Capella影像的高辐射质量和低噪声等效Sigma零(NESZ),其中几乎零的斑点干扰了水边界的划定和蜿蜒河流的较小支流。判断树木的数量、森林砍伐和生物量是该图像的三个关键应用,具有光学成像所不具备的全天候优势。 

迪拜的朱美拉棕榈岛

上图是迪拜朱美拉棕榈岛。3米分辨率的条带成像模式的图像中,可以看到Nakheel购物中心两侧的高层建筑物的各个阳台,以及停泊在建筑物后面码头的船只。图像的动态范围和信噪比性能良好,能够看到船只留下的尾波以及海面的波浪。波浪的方向随着它们在岛上折射而改变。水面上的黑**域表示水的光滑区域,很可能是由生物或人造表面活性剂引起的,它们会抑制小规模的表面粗糙度。此图像上的详细信息功能强大,可用于商业和政府应用。

萨尔瓦多的圣安娜火山

上面的图像是圣安娜火山的条带模式雷达图像。在巍峨的Volcan de Santa Ana O Ilamatepec的背景下,可以看到Lomas de San Marcelino露台花园的几何图案。火山似乎向传感器方向弯曲,火山口展现出一个巨大的阴影,该雷达阴影与其中的任何潜在水混合在一起,并且可以显示出地形绘制所需的SAR理想特征,因为可以观察到峰顶表面形成的河流模式。在左下角还可以看到伊扎尔科(Izalco)火山,在圣布拉斯镇(San Blas)内的草地上筑巢,直接位于两座强大的山脉和周围的热带雨林之间。
预计未来Capella Space公司将发布来自红杉雷达卫星的分辨率在0.5米的高分辨雷达图像。
 

CapellaSpace公司是一个初创公司,由Payam Banazadeh和William Woods于2016年在加利福尼亚帕洛阿尔托建立CapellaSpace最终打算建设一个由36颗卫星构成的星座,以便能实现每小时重访的合成孔径雷达(SAR)遥感服务,Capella Space作为美国一家商业雷达图像的供应商,该公司主要解决用户两个痛点,第一是价格,二数据的及时性。Capella Space通过采用新技术设计微小卫星实现对卫星成本的降低;通过设计36个卫星的组网允许实现对地的最低1小时的重访时间;通过与卫星通信公司合作实现对用户需求的最快30分钟响应。Capella Space计划在2020年发射7颗最新设计的SAR卫星,并实现商业运营,并计划每年发射6-2颗的速度在2023年之前完成星座的建设。CapellaSpace在实现目标的道路上,一路走来,稳扎稳打!下面,我们一起看看,CapellaSpace是如何兑现当年吹的牛!
   从最新发布的宣传视频,先简单了解一个这个公司,在这个片中第一次发布了重新设计的SAR卫星,该卫星跟最初发布的技术演示星有很大区别,其中最为明显的就是SAR天线的变化。    
   


   

     
1        
勾画蓝图,务实创业,稳扎稳打        
     

     


 Capella Space早期发布技术演示星
   

 Capella Space发布高分辨SAR雷达图像      

    CapellaSpace于2018年12月发射了美国第一颗小型雷达卫星为一项名为Denali的技术演示。该公司计划从计划于2020年第一季度发射的第一颗商业SAR卫星开始提供图像和数据。Capella计划在2020年下半年发射六颗卫星,从而建造36颗星座,根据2019年12月4日的公告,这些卫星可为商业和政府应用提供X波段SAR数据。

     CapellaSpace专注于开发运营一个星座所需的基础设施,包括自动卫星任务、图像处理和交付,计费和客户服务,还正在建立其地面基础设施,以允许客户直接下行数据或依靠Amazon Web Services通过Amazon云交付数据。一旦开始商业运营,它将能够在收集时间后不到30分钟的时间内提供SAR数据,这比行业平均水平的8到12个小时要快得多。为了帮助缩短周期,Capella与Inmarsat签署了一项协议,为每个卫星提供通信终端。通过Inmarsat网络实时访问卫星, 收到请求后,它会立即上传到特定的卫星,随着部署更多的卫星,卫星到达目标所需的时间将减少。收集数据并将其传输到Amazon Ground Station之后,将开始30分钟的周转,数据在25分钟内进入云端,使客户可以访问。

   



     



       
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广招贤才,广泛合作,积极作为          
       

       

CapellaSpace已筹集了超过5000万美元。这笔钱将把这家初创公司带入2020年,届时它将计划开始建造其36枚合成孔径雷达卫星星座,以获取分辨率为50厘米的图像,并在一小时内重新访问各个地点。CapellaSpace一直在扩充其约60名全职员工和15名承包商的员工。Joerg Hermann在四月加入了Capella。Hermann领导了在德国创建卫星雷达数据商业市场的工作,并领导了地理空间数据供应商Infoterra Ltd.。2019年2月,Capella宣布聘用产品工程副总裁Scott Soenen,上市和业务战略副总裁Matt Wood以及美国政府服务副总裁Dan Brophy。Capella工程副总裁Christian Lenz于2018年加入公司。    CapellaSpace已为其运营群批量订购组件。Capella已从Blue Canyon Technologies订购了12种姿态控制系统。Capella还从第四阶段购买了用于太空推进的Maxwell射频推进器。      
印度度遥感仪器公司首席执行官Kumar VR Buragadda和Capella Space创始人兼首席执行官Payam Banazadeh在2019年12月于印度海得拉巴举行的GeoSmart会议上达成了合作协议        

 Capella Space于2019年12月4日宣布达成一项协议,在印度建立Capella在该国的独家经销商的遥感仪器(RSI),并向RSI提供东南亚其他地区的非独家经销商权利。

     Capella Space与Rocket Lab Electron在2020年3月5日宣布,Capella Space将于今年晚些时候使用Rocket Lab Electron运载火箭将合成孔径雷达(SAR)卫星送入中倾轨道。这将是中倾斜轨道上的第一颗商业SAR卫星。这是因为Capella Space的客户希望监视韩国、中东、欧洲和北美的某些地区。

     



       




     
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积极稳妥,改进创新,周密计划 

     2019年12月16日,Capella Space发布公告称将发射7颗卫星,并于2020年开始商业运营。首颗名为Sequoia的卫星将于2020年3月从卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)发射到SpaceX火箭的极地太阳同步轨道上。接下来的三颗卫星被预定在印度极地卫星运载火箭飞行中预定,该飞行器定于6月飞往极地太阳同步轨道。这些将是第一批被命名为惠特尼的星座。Sequoia和惠特尼是相同的卫星,但由于它们是在不同的生产周期中制造的,因此得名不同。Capella Space计划每年发射六到十二颗卫星, 目标是到2023年使36颗卫星进入轨道。

CapellarSpace最新设计的SAR卫星(重新设计了天线)

         CapellaSpace2020年1月21日公布了其惠特尼星座的新设计,该星座由计划于2020年发射的七枚合成孔径雷达卫星组成。新卫星重100公斤,约为Capella于2018年12月发射的48公斤技术演示航天器Denali的两倍。Capella对Denali设计进行了重大更改。该公司将太阳能电池阵列的尺寸增加了一倍,增加了第二个恒星追踪器,选择了更大的反作用轮,并为其惠特尼星座重新设计了反射器天线。Capella的新型3.5米孔径部署的网状反射器天线旨在提供分辨率高于50厘米的高对比度、低噪声图像。新的设计机构系统总体服务后的时间推迟了八个月,目的是完成并验证Sequoia的改进设计,除了重新设计卫星,Capella还致力于简化流程,以接受订单,分配卫星任务和提供图像。

Capella客户将以电子方式请求图像。然后,该公司将通过Inmarsat通信卫星将请求上行传输到其星座。在后端,Capella将依靠Amazon Web ServicesAmazon Ground Station来减少从卫星到地面获取图像和数据,对其进行处理并将其传递给用户所需的时间。    

Capella的第一颗商业卫星Sequoia计划于3月下旬在SpaceX Falcon 9火箭上与阿根廷的Saocom-1B合成孔径雷达卫星一起发射计划在2020年中期再发射三颗雷达卫星,到今年年底再发射三颗。

Capella尚未宣布在其惠特尼星座中的另外五颗卫星的发射合同。这些卫星正在该公司位于科罗拉多州博尔德市的工厂中建造。通过客户的交流,CapellaSpace设计了一种混合星座,其中一些卫星处于倾斜中轨道,而另一些处于极地轨道,将解决很多应用方面的问题问题。在2020年3月5日与Rocket Lab Electron宣布的的发射合同很可能是CapellaSpace将与Rocket Lab和其他公司一起进行的许多中倾斜轨道卫星发射任务之一。


   



     




     
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双管齐下,商业军事,客户至上

卡佩拉太空公司(Capella Space)赢得了一份价值750,000美元的美国空军合同,为其提供SAR,以进行模拟以预测威胁。11月20日,Capella公司还将提供内部分析服务,以提供变更检测和物体识别功能。

 除商业业务外,Capella的客户包括美国空军高分辨率图像对于公司追求的政府和军事客户也特别重要。卡佩拉(Capella)与美国空军在2019年11月签有合同,2019年12月又从美国国家侦察局(National Reconnaissance Office)赢得了一份研究合同。

 CapellaSpace有望在竞争者中占优势,因为它设计了新的卫星以消耗更少的功率,因此它们每个轨道可以成像10分钟。通常,即使对于较大的卫星,雷达也会消耗大量功率。尽管光学成像卫星始终在成像,但是雷达卫星仅发送特定区域的照片,因为它们的机载功率有限。卡佩拉(Capella)预测,每个轨道10分钟的成像将使其比其他只能每个轨道2分钟成像的小型卫星服务更具竞争优势。 随着新技术的发展,商业航天遥感允许低于0.5米的高分辨率,广泛深刻的合作伙伴关系以及对实时图像交付的承诺,Capella的地位像极了几年前Planet公司在在光学市场的地位。

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来源:天驰航宇
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首次发布时间:2023-07-08
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天驰航宇
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