RADARSAT

es un satélite perteneciente a Canada lanzado en Noviembre de 1995, que cuenta con un potente (Synthetic Aperture Radar) SAR que trabaja en distintos modos y orientaciones adquiriendo imágenes tanto de día como de noche y en cualquier condición meteorológica y ambiental.

Su órbita es síncrona con el Sol a una altura de 798 km pasando por un lugar dado en el mismo momento cada día, realizando un total de 14 órbitas por día.

El SAR trabaja en banda C a una frecuencia de 5.3 GHz en polarización HH. Tiene la capacidad de modificar el haz del radar de modo que cuenta con múltiples modos de imagen que acontinuación se resumen indicando su resolución y el ancho de la imagen resultante:

Fine: 8 m, 45 km Standard: 30 m, 100 km Wide: 30 m, 150 km ScanSAR narrow: 50 m, 300 km ScanSAR wide: 100 m, 500 km Extended high: 18-27 m 75 km Extended low: 30 m, 170 km

es un satélite síncrónico al sol y viaja en una altitud de aproximadamente 800 kilómetros sobre la superficie de la tierra. Cruza el ecuador en el amanecer (6:00 am) y en el atradecer (6:00 pm) ± 15 minutos dependiendo del tipo de órbita, también en cada órbita que realiza recorre la parte oscura del planeta. Esto permite que su arsenal solar reciba luz del sol casi continuamente y de esta forma funciona con más potencia solar que bajo batería.

RADARSAT tiene un período orbital de 101 minutos y circunda nuestro planeta cerca de 14 veces al día. El recorrido específico de un determinado ciclo vuelve a realizarse cada 24 días, ésto significa que la misma imagen (el mismo modo de rayo, la misma posición de rayo y la misma localización geográfica) se puede recoger cada 24 días. Sin embargo, los datos sobre la misma área pueden variar de acuerdo a los cambios en las posiciones del rayo.

RADARSAT opera a una única frecuencia de microondas, la banda C de 5.6cm de longitud de onda, generando un único canal o banda de datos. La energía de las microondas de la banda C puede penetrar polvos atmosféricos, como así también las nubes, niebla, bruma y lluvia posibilitando colectar datos bajo cualquier condición atmosférica.

RADARSAT es el primer satélite de observación canadiense que provee valiosa información para un efectivo manejo y monitoreo de los recursos naturales, provee 25 posibles tipos de imagen, cada una variando respecto al área cubierta y la manera en la cual la superficie de la tierra es vista. Su sensor SAR provee un rango de ángulos de incidencia desde ángulos bajos y altos.

Como un recurso de datos valioso, RADARSAT ofrece un sin número de productos, escalas y resoluciones. RADARSAT al igual que otros radares de microondas obtiene información de un tipo de energía no detectada por el ojo humano.

Como un sensor activo, el Radar de Apertura Sintética de RADARSAT transmite un pulso de energía microonda a la tierra. EL SAR mide la cantidad de energía que regresa al satélite depués de interactuar con la superficie de la tierra.

RADARSAT transmite energía de microondas que se desplazan en sentido horizontal dentro de un plano de desplazamiento. Este sentido del movimiento se conoce como polarización horizontal o H. La energía que regresa al sensor de RADARSAT es capturada con la misma polarización. Esto es conocido como sistema de polarización HH que es muy útil en la discriminación de agua/suelo.

Las imágenes de RADARSAT pueden combinarse para generar información multifecha o bien con otras fuentes digitales y obtener imágenes a color.

Escala

El éxito de derivar información útil de una fuente de datos depende del nivel de detalle provisto. RADARSAT tiene la ventaja de proveer un rango de escalas de productos, que varían según el modo de adquisición.

Modo de adquisición

RADARSAT puede registrar datos de una variedad de modos de rayos o de señal. Cada modo es definido por el área de cobertura del terreno y por nivel de detalle o resolución que puede dar. Existen 7 tamaños de imágenes relacionados con el modo de rayo, que van desde el fino de 50x50km y 10 metros de resolución hasta el scanSAR de 500x500km, con una resolución nominal de 100 metros. Otro modo es el estándar de 100 Km² de cobertura. El modo estándard puede ser útil para escalas de 1:100.000 o menores.

Para escoger el modo más apropiado, es necesario considerar el tamaño del área de estudio y la escala de salida deseada.

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Modo estándar vs Modo fino

Las imágenes obtenidas en modo fino muestran más detalle que el modo estándar, esto característica es ventajosa para aquellos usuarios que requieren identificar finos detalles para aplicaciones determinadas.

No obstante las imágenes de modo fino contienen más speckle en sus datos que las imágenes de modo estándar, esto se debe a que solamente se le aplica un solo procesamiento a la señal en vez de 4, como lo tiene el modo estándar.

Modo fino

El imágenes de modo fino F5/F1 despliegan mucho detalle cartográfico, debido a la resolución de 8 métros aproximadamente de las celdas o píxeles del SAR. La mayoría de los caminos son claramente visibles y se pueden extraer fácilmente con errores pequeños de omisión (menores al 10%) y con un error de posicionamiento de 10 metros dependiendo del tipo y tamaño de los caminos.

RADARSAT tiene dos productos obtenidos del remuestreo de las imágenes de modo fino:

Imágenes SGF RADARSAT donde los píxeles de la imagen son remuestreados a un espaciamiento de 6.25 metros.

Imágenes SGX RADARSAT: los píxeles de la imagen son remuestreados a un espaciamiento de 3.125 metros.

Los productos SGX RADARSAT deben preferirse para cuando se quiere hacer cartografía muy precisa. Las imágenes del modo fino desplegan mucho speckle, debido a que solo tienen una vista de procesamiento. Sin embargo esto no genera confusión para la visión estérea y la extracción debido a que en el proceso de percepción de profundidad se produce una especie de "proceso de filtrado".

Modo estándar

Las imágenes de modo estándar S2/S7 muestran menos detalle cartográfico debido a que su resolución es

aproximadamente 26 metros en la dirección del alcance por 27 metros en la del azimut.

La mayoría de los caminos son visibles en este tipo de imágenes pero tienen errores de omisión que varían de 20% para las carreteras principales a 70% para las calles "sin clasificar" de la ciudad. Sin embargo, la exactitud del posicionamiento es mejor que una celda de resolución (< 26 m) (Toutin, 1999).

El procesamiento de 4 vistas para los datos RADARSAT de modo estándar reduce el speckle pero suaviza las características lineares, ésto explica porque existen errores más grandes de omisión. Por otra parte, cuando se compararon a la resolución de la celdas del SAR, el remuestreo de los píxeles de la imagen explica la alta presición en la posición.

Angulo de Incidencia

Cada imagen RADARSAT es adquirida mediante señales que establecen un ángulo oblícuo con la superficie llamado ángulo de incidencia. Para algunas aplicaciones, el ángulo de incidencia es muy importante y para otras tiene un pequeño impacto. RADARSAT ofrece ángulos de incidencia desde menos de 20º (ángulo alto) a casi 60º (ángulo bajo). Algunos de los factores que afectan la escogencia de la posición de la señal (ángulo de incidencia de la imagen) son el tipo de terreno y sus requerimientos de estereoscopía.

La selección de una apropiada posición de rayo dependerá del terreno. Cuando el terreno es plano, el del ángulo de incidencia probablemente no importe. Contrariamente, para terreno de alto relieve, puede esperarse que:

1. Se use señales de ángulos de incidencia altos (20º) que producen inversión del relieve (layover).2. O se usen ángulos de incidencia bajos (casi 60º) para minimizan el layover. Sin embrago, grandes áreas de

sombras (áreas sin retorno de la señal) pueden aparecer en la contrapendiente de las montañas.

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Dirección de vista

RADARSAT es un satélite que siempre capta información hacia la vista que está a la derecha de la órbita. Sin embargo por ser un satélite que gira alrededor del planeta, tiene 2 direcciones relativas de la vista de la superficie de la Tierra. Cuando desciende desde el polo Norte, la dirección de vista es hacia el lado Oeste, pero cuando asciende desde el polo Sur, la dirección de vista es hacia el Este. Debido a ésto, las áreas de estudios pueden ser registradas desde lados opuestos.

RADARSAT guarda un ángulo de 12º entre la órbita descendente con el polo Norte y 12º entre la órbita ascendente y el polo Sur. El sentido de la vista siempre es perpendicular a la dirección del desplazamiento de radar, por lo tanto el mismo ángulo se genera entre la dirección de la vista al este y al oeste con la orbita ascendente y descendente respectivamente.

Escoger una dirección de vista al este o al oeste, es importante cuando:

1. Usted está trabajando con áreas de alto relieve.2. Está interesado en resaltar características con una orientación particular.3. Prefiere uno u otro tiempo de adquisición: tempranamente en la mañana o al atardecer por ejemplo en las zonas

ecuatoriales.4. La salida del proyecto será un mosaico de diversas imágenes RADARSAT.

En terreno montañosos, el uso de ángulos de incidencia bajos puede resultar en sombras, sobre el lado oculto de las montañas. Con la obtención de imágenes del satélite de vista opuestas, ambos lados de las montañas pueden ser iluminados y proveer un completo grupo de datos.

Orientación de las características en la superficie

Existen aplicaciones en las cuales el alineamiento y la orientación de las características tiene un interés particular. Estas incluyen el mapeo de lineamientos geológicos y estructuras, análisis de labranza agrícola y prácticas de sembrado de cultivos, modelos de drenaje y mapeo de características culturales como caminos y ferrovías. La dirección desde la cual estas características son vistas facilitan la identificación sobre las imágenes.

La detección de características lineales es realzada cuando ellas están alineadas casi perpendicularmente a la dirección de vista del satélite. Contrariamente, características lineales pueden ser suprimidas si el alineamiento es paralelo a la dirección de vista.

Satélites RADARSATEl satélite RADARSAT-1 recoge imágenes radar desde 1995 (adquisiciones en banda C), y RADARSAT-2 desde 2007. Sus principales aplicaciones las encontramos en: geología (exploración minera y petrolera), en cartografía (producción de), en defensa (cartografía y observación), en gestión de riesgos (control de inundaciones), en agricultura y forestación, como en vigilancia marítima (detección de derrames de hidrocarburos, vigilancia de los hielos para la navegación y detección de buques).

RADARSAT-1 posee un instrumento de toma de imágenes orientable que permite una cobertura diaria de los polos y de cada 2 a 5 días del ecuador

RADARSAT (Características técnicas)

Bandas espectrales 5,6 сm (С-band)

Modo Ancho de barrido Rango resolución x Azimut Región angular Polarización

Fine 50 Km 8 x 8 m 30° - 50°

HH y HV

o

VH y VV

Standard 100 Km 25 x 26 m 20° - 49°

Wide 150 Km 30 x 26 m 20° - 45°

ScanSAR Narrow 300 Km 50 x 50 m 20° - 49°

ScanSAR Wide 500 Km 100 x 100 m 20° - 46°

Extended Low 170 Km 40 x 26 m 10° - 23°

HH

Extended High 75 Km 18 x 26 m 49° - 60°

Fine Quad-pol 25 Km 12 x 8 m 20° - 41°

HH, VV, HV, VH

Standard Quad-pol 25 Km 25 x 8 m 20° - 41°

Ultra-Fine 20 Km 3 x 3 m 30° - 40°Una de:

HH/HV/VH/VV

Formato de entrega CEOS, GeoTIFF

RevisitaDe 2-3 días en ecuador dentro de 500 Km de ancho de barrido, dependiendo del modo.

Lanzamiento Diciembre 2007

RADARSAT es un satélite perteneciente a Canadá lanzado en Noviembre de 1995, que cuenta con un potente (Synthetic Aperture Radar) SAR que trabaja en distintos modos y orientaciones adquiriendo imágenes tanto de día como de noche y en cualquier condición meteorológica y ambiental.

Su órbita es síncrona con el Sol a una altura de 798 km pasando por un lugar dado en el mismo momento cada día, realizando un total de 14 órbitas por día.El SAR trabaja en banda C a una frecuencia de 5.3 GHz en polarización HH. Tiene la capacidad de modificar el haz del radar de modo que cuenta con múltiples modos de imagen que a continuación se resumen indicando su resolución y el ancho de la imagen resultante:

Fine: 8 m, 45 km Standard: 30 m, 100 km Wide: 30 m, 150 km ScanSAR narrow: 50 m, 300 km ScanSAR wide: 100 m, 500 km Extended high: 18-27 m 75 km Extended low: 30 m, 170 km

Misión

Se puso en marcha en 14h22 UTC del 4 de noviembre de 1995 de la Base Aérea Vandenberg en California, en una órbita sincronizada con el sol (del amanecer al atardecer) por encima de la Tierra con una altitud de 798 kilómetros y la inclinación de 98.6 grados. Desarrollado bajo la dirección de la Agencia Espacial Canadiense (CSA), en cooperación con gobiernos provinciales del Canadá y el sector privado, que proporciona imágenes de la Tierra para aplicaciones científicas y comerciales. Imágenes Radarsat-1 son útiles en muchos campos, incluida la agricultura, la cartografía, la hidrología, la silvicultura, la oceanografía, la geología, el hielo y la vigilancia de los océanos, la vigilancia del Ártico, y la detección de manchas de petróleo al mar.

Historia

Radarsat International, Inc. (RSI), una empresa privada canadiense, fue creada en 1989 para procesar, comercializar y distribuir los datos Radarsat-1. (Radarsat International, Inc. (RSI) fue adquirida posteriormente por MacDonald Dettwiler and Associates.) En 2006, el RSI fue renombrado MDA Geoespacial Internacional de Servicios o GSI MDA.

Carga

Radarsat-1 utiliza un radar de apertura sintética (SAR) del sensor de imagen de la Tierra a una sola frecuencia de microondas de 5,3 GHz, en la banda C (longitud de onda de 5,6 cm). A diferencia de los satélites ópticos ese sentido, la luz solar reflejada, los sistemas SAR transmiten la energía de microondas hacia la superficie y registran las reflexiones. Por lo tanto, Radarsat-1 puede tomar imágenes de la Tierra, de día o de noche, en cualquier condición atmosférica, como la nubosidad, lluvia, nieve, polvo o niebla

Constelación

Con un período orbital de 100,7 minutos, Radarsat-1 gira alrededor de la Tierra 14 veces al día. La ruta de la órbita se repite cada 24 días, esto significa que el satélite se encuentra exactamente en el mismo lugar y puede tomar la misma imagen (modo de haz y la misma posición del haz) cada 24 días. Esto es útil para la interferometría y la detección de cambios en ese lugar que tuvieron lugar durante los 24 días. Utilizando diferentes posiciones de haz, un lugar también se pueden escanear cada pocos días. En combinación con los modos de haz y posiciones diferentes, proporciona a los usuarios muchas perspectivas posibles a partir de una imagen de un lugar.

Estado actual

El 4 de noviembre de 2010, Radarsat-1 celebra su 15 aniversario de servicio al año.

Aplicaciones

Los datos RADARSAT se utilizan en geología (exploración minera y petrolera), en cartografía (en particular producción de MDE para radargrametría), en defensa (cartografía y observación), en gestión de riesgos (control de inundaciones), en agricultura y forestación, como así también en vigilancia marítima (detección de derrames de hidrocarburos, vigilancia de los hielos para la navegación y detección de buques).

Aspectos y aplicaciones del segundo satélite canadiense SAR

El segundo satélite canadiense de Radar de Abertura Sintética (SAR) de observación de la Tierra, ofrecerá a los usuarios flexibilidad en las imágenes y el aumento

del contenido de la información de los datos, asegurando una continuidad en todos los modos de haz del RADARSAT-1 adicionando nuevas capacidades, desde una

resolución de 3 metros hasta la flexibilidad en la selección de la polarización. El satélite está programado para ser lanzado desde la Base de la Fuerza Aérea de los

EEUU Vanderberg en California durante el 2005.

Por Kate Stephens y Gordon Staples, Radarsat International, Canadá.

El Radarsat-2 es la nueva generación canadiense de satélite comercial de Radar de Abertura Sintética (SAR) de observación de la Tierra; es la continuación del Radarsat-1 lanzado

en 1995. El nuevo satélite ha sido diseñado con mejoras técnicas significativas y poderosas y suministra un punto de apoyo a un programa que representa una sociedad única entre la

industria representada por McDonald, Dettwiler & Associates Ltda.

(MDA, ver páginas web) y el gobierno con la Agencia Espacial Canadiense (CSA, ver páginas web). MDA operará y será la dueña del satélite y del segmento terreno

mientras que CSA contribuirá con los fondos para la construcción y lanzamiento de la misión. La contribución de ésta última, representa una compra adelantada de la información del

Radarsat-2 para el uso del gobierno canadiense. El programa del Radarsat-2 marca una importante transición del programa del Radarsat-1 que fuera liderado por el

gobierno hacia un programa liderado ahora por el sector privado. Radarsat Internacional, una empresa MDA, es la responsable de la administración de las operaciones de la misión

del satélite y de la programación del satélite así como del mercadeo internacional y la distribución de la información.

Aspectos y Beneficios

El programa del Radarsat-1 ha llegado a ser reconocido como una fuente confiable y oportuna de la información para una variedad de aplicaciones tales como la

detección de barcos, administración de emergencias, monitoreo de emisiones de petróleo, administración de recursos y mapeo de hielos.

Es la opinión compartida de muchos investigadores y negociadores de la viabilidad de la información SAR como inteligencia crítica para esas y otras aplicaciones será

reforzada con el lanzamiento del Radarsat-2.

Mientras que el Radarsat-2 tiene muchas de las mismas capacidades de su predecesor, el nuevo satélite tiene varias mejoras técnicas notables, ofreciendo versatilidad sin paralelo en

sus operaciones y en su capacidad de generar imágenes.

Los parámetros de las órbitas del nuevo sistema son los mismos que los del Radarsat-1; lo que permite el co-registro de imágenes de ambos satélites. La calibración de la información

radiométrica y geométrica será la misma para ambos satélites, lo que permite el uso de las dos bases de información para la recolección de información a largo plazo y la comparación

de información para los programas de detección de cambios. Las mejoras incluyen la alternativa de escoger entre la co-polarización Vertical (V) y la Horizontal (H), la polarización

cruzada y la información cuadri-polarizada, resolución espacial más alta de 3 metros, imágenes con visión de satélite desde la derecha o desde la izquierda, una capacidad superior

de almacenamiento de la información y mediciones mucho más precisas de la posición y altitud del satélite

Modos Flexibles de la Toma de Imágenes

La característica principal del programa del Radarsat ha sido la disponibilidad, a ser seleccionada por el usuario, los modos de la toma de imágenes que ofrecen una variedad de

ángulos de incidencia y resoluciones que pueden ser optimizadas para satisfacer necesidades de aplicaciones específicas. Adicionalmente a su modo de haz Ultra Fino (resolución de

3 metros) y sus nuevas opciones de polarización (ver tabla 3), el Radarsat-2 continuará ofreciendo los modos de haz y productos del Radarsat-1 (ver figura 1ª y 1b). Lo que es nuevo

para el programa Radarsat son los nuevos modos de polarización Selectiva, Polimetría (también llamada cuadri-polarización) y Polarización Única Selectiva. El satélite está diseñado

para que las modificaciones puedan ser programadas en modos de haz al gusto del cliente cuando el satélite este en orbita. Así nuevos modos pueden ser añadidos, tal como el modo

de haz tipo “spotlight” de 1 metro de resolución.

Información de Órbita

El Radarsat-2 será posicionado en la misma órbita que el Radarsat-1 con un desfase de 30 minutos. Esta órbita helio-sincronizada permite una iluminación casi continuade los paneles

solares con la excepción del solsticio de verano. Los receptores GPS del satélite mejorarán la posición conocida del satélite en tiempo-casi-real y la exactitud geométrica de los

productos de entrega rápida. Las mediciones más precisas de la altitud del satélite estarán disponibles mediante el uso de rastreadores estelares.

Segmento de Soporte Terreno

El segmento terreno de Radarsat-2 ha sido diseñado para apoyar una misión con un volumen muy incrementado de la información. Los usuarios de grandes volúmenes serán capaces

de ingresar y rastrear pedidos a través de un sistema de interrelación dentro de la web. Adicionalmente, el tiempo necesario para planear un pedido de una imagen ha sido reducido

de tal manera que el tiempo desde la colocación del pedido hasta la comunicación de comando con el satélite puede ser tan corto como de cuatro horas en el caso de una

emergencia.

Las mejoras en la receptividad del sistema de los pedidos incluyen la resolución de conflictos en tiempo casi-real y una confidencialidad mejorada. Otro aspecto del segmento terreno

es un comando seguro de conexión con el satélite y la transferencia de la información; toda la información será cifrada antes de ser transmitida a una estación terrena receptora.