TerraSAR завоевывает рынок геоданных

Уникальный коммерческий радар на орбите

15 июня 2007 года с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Днепр» был осуществлен запуск германского коммерческого спутника радиолокационной съемки Земли TerraSAR-X. Спутник массой 1,2 т успешно выведен на расчетную солнечно-синхронную орбиту высотой 514 км.

Основной аппаратурой спутника является многоканальный радар с синтезированной апертурой (РСА), оснащенный активной фазированной антенной решеткой (ФАР) и работающий в X-диапазоне частот (9,65 ГГц). Благодаря электронной системе управления радар может гибко и оперативно изменять направление и форму луча, а также поляризацию сигналов и режимы съемки. Уникальность РСА заключается в использовании для получения коммерческих продуктов технологий, ранее применяемых только в военных программах видовой космической разведки.

Радар обеспечивает съемку в трех основных режимах: детальном, маршрутном и обзорном. Детальный (прожекторный) режим SpotLight применяется для распознавания объектов по снимкам местности с пространственным разрешением 1 метр в кадре размером 5х10 кв.км. Радарные снимки в детальном режиме по визуальному восприятию приближаются к изображениям оптических сканеров.

В маршрутном режиме StripMap спутник осуществляет съемку с разрешением 2-3 метра неподвижным лучом, формирующим непрерывную полосу шириной 30 км и длиной 50 км (максимальная длина маршрута – до 1500 км). Режим используется для картографирования местности и описания объектов инфраструктуры.

В обзорном режиме ScanSAR используются несколько быстро сканирующих лучей, которые формируют полосу 100х150 кв. км с разрешением 16 метров. Режим обеспечивает оперативный контроль обширных площадей с целью картирования береговой зоны, обнаружения объектов и классификации местности.

Дополнительно предусмотрена возможность работы радара в экспериментальных режимах, в том числе со сверхразрешением <1 м (до 0,5 м) и в экспериментальном интерферометрическом режиме ATI (Along-Track Interferometry), который позволяет выделять на изображении движущиеся объекты (автотранспорт, суда и пр.).

Для повышения информативности изображений применяются несколько поляризационных режимов: одноканальный (результирующий продукт является комбинацией одного из четырех сочетаний переданных и принятых сигналов горизонтальной и вертикальной поляризации HH, HV, VH или VV); двухканальный (результирующий продукт содержит два слоя из возможных комбинаций поляризаций, используется для классификации объектов); четырехканальный (продукт из 4 слоев, будет использоваться только в научных целях).

TerraSAR-X – продукт успешного партнерства бизнеса и государства

Новый спутник стал результатом первого в космической истории Германии частно-государственного партнерства космического агентства Германии DLR (75% от стоимости проекта 130 млн. евро) и аэрокосмической корпорации EADS Astrium (остальные 25%). В обмен на инвестиции в проект корпорация EADS Astrium получила эксклюзивные права на коммерческое распространение продуктов TerraSAR-X (TSX), для чего была создана маркетинговая компания Infoterra GmbH. Собственником и оператором спутника TerraSAR-X остается космическое агентство Германии DLR.

Партнерская схема признана успешной. Представители компании Infoterra GmbH подчеркивают, что TerraSAR-X не является одиночным экспериментом, на очереди – спутник-двойник TanDEM-X (запуск в 2009 г.), а также новый коммерческий спутник TerraSAR-X2 (запуск в 2013 г.). Спутник TanDEM-X предназначен для построения глобальной высокоточной цифровой модели рельефа Земли, более детальной, чем карта, составленная после полета Шаттла по программе STRM в 2000 году.

Прорыв Германии на рынок космической информации

Компания Infoterra GmbH реализует агрессивную маркетинговую стратегию и претендует в дальнейшем на 3-4% оборота мирового рынка геоинформатики. Еще до запуска спутника компания разработала различные партнерские программы с учетом особенностей рынка и начала создавать международную сеть дистрибьюторов. Сегодня сеть охватывает все континенты, кроме Африки и основные страны с развитыми и развивающимися рынками геоинформатики. В России, например, сразу 8 компаний собираются распространять данные TerraSAR-X.

Интересно сравнить схемы двойного (военного и гражданского) применения новых космических радаров. В итальянской программе COSMO-Skymed участвуют на долевой основе оборонное ведомство и космическое агентство Италии, созданы гражданский и военный сегменты приема и обработки данных. Первый спутник COSMO-1 массой 1,7 т с радаром метрового разрешения был запущен 08.06.2007 раньше TerraSAR-X и рассчитан на более высокую производительность. Но первые изображения до сих пор не опубликованы и не создана сеть дистрибьюторов. Бундесвер не участвует в финансировании программы TerraSAR-X, поэтому закупать данные будет на коммерческой основе на правах одного из заказчиков.

Сравнение маркетинга данных TerraSAR-X и «Ресурс-ДК» будет также не в нашу пользу, сегодня после первого года полета нашего спутника практически не работает не только международная, но и общероссийская сеть маркетинга данных «Ресурс-ДК».

Благодаря гибкости и оперативности переключений лучей РСА, космический радар обеспечит высокую суточную производительность – до 1 млн. кв. км. (500 кадров или режимов съемки в сутки). Для достижения такого показателя компания Infoterra планирует создавать сеть станций прямого приема по образцу ведущих зарубежных программ SPOT, RADARSAT, IRS, IKONOS.

Распространение радарных изображений регулируется новым федеральным законом о безопасности данных Германии (German Data Security Policy). В соответствии с законом в зависимости от снимаемого района и конечного заказчика данных компания Infoterra может применять различные меры ограничения доступа (например, особый режим обработки с загрублением пространственного разрешения, доставка с временной задержкой или отказ в съемке). Однако решение по заказам клиентов будет приниматься оперативно, без составления предварительных заявок в годовые планы съемок.

В ходе семинара представители Infoterra GmbH объявили ценовую политику по продуктам TerraSAR-X. Стоимость заказа нового изображения, в зависимости от режима съемки, находится в пределах от 2400 руб./кв.км до 6 рублей/кв.км. На архивные изображения предусмотрена существенная скидка.

Изображения будут поставляться клиентам в формате Уровень-1В по стандарту CEOS с различной степенью оперативности: в реальном масштабе времени при приеме на станцию в России, через 1-3 суток по интернет-каналам связи при стандартном программировании и через 24 часа в случае приоритетного и эксклюзивного заказа на съемку.

Разработаны и представлены компаниям-дистрибьюторам основные виды продуктов TerraSAR-X: базовые продукты (изображения в детальном, маршрутном и обзорном режимах), продукты углубленной обработки (орто- и ориентированные изображения, мозаики изображений, синтез разноракурсных изображений и др.). Более сложные ГИС-продукты включают ортопланы с координатной сеткой и легендой, карты выявленных временных изменений для анализа и обновления картографических продуктов, карты долговременных подвижек земной поверхности для анализа рисков.

Основными областями применения радарной информации высокого разрешения должны стать сельское и лесное хозяйство, национальная безопасность, чрезвычайные ситуации, строительство, картография, геология, страхование, морская навигация. Потенциальные потребители радарной информации - государственные ведомства, страховые агентства, частные компании агробизнеса, строительства, транспорта, фирмы ГИС-сектора и другие. Так, в сверхточных данных о вертикальных подвижках грунта, которые может предоставить TerraSAR, уже остро нуждается гибнущий русский город.

Состояние и планы программы TerraSAR-X

Через четверо суток после запуска в рекордно короткие сроки со спутника TerraSAR-X были переданы первые изображения района Волгоградской области России, которые подтвердили работоспособность системы.

Снимки TerraSAR-X уже успешно применялись для оценки масштабов наводнения в Великобритании в июле 2007 г. В результате длительных проливных дождей реки Англии вышли из берегов. По запросу Великобритании в соответствии с положениями Хартии «Космос и бедствия» радарные спутники RADARSAT-1, ENVISAT и TerraSAR-X осуществили съемку пострадавших районов, закрытых облачностью. Сравнение различных радарных изображений показало преимущество более детальных снимков TerraSAR-X при картировании особенностей мелководных районов.

Взятый стремительный темп, организационные, технологические и маркетинговые решения Infoterra GmbH позволяют прогнозировать хороший старт программы TerraSAR-X. Германия, которая не числилась в космических державах, появляется на мировом рынке космической геоинформатики и готовится завоевывать свое место.

Алексей Кучейко / R&D.CNews