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作者：刘年华

编辑：石亚琼（[email protected]）

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“国产SAR（卫星）还是少了。”

“不仅是少了，是太太太太少了。”

在今年7月的河南特大暴雨灾情期间，由于国产SAR卫星数量较少，无法在第一时间提供受灾区域的影像，千域空天的创始人蓝天翼和天仪研究院的CEO杨峰在朋友圈发出这样的感慨。

他们感慨的SAR，专业名字为合成孔径雷达，英文名字为Synthetic Aperture radar。这种卫星是唯一能在黑夜以及云雾条件下对地球表面进行观测的遥感卫星。这种穿越云雾和不分昼夜的能力，决定了其在国防、金融、保险、农业、应急等领域的重要地位，也很可能是影响国际格局的重要变量。

随着商业航天时代到来，SAR卫星开始往小型化、商业化的方向发展。从2015年至今，国内外有大量的小型商业SAR卫星企业相继成立，纷纷获得资本支持。欧洲代表企业ICEYE迄今为止共筹集了1.52亿美元的资金，在2020年9月完成了8700万美元的C轮融资；美国代表企业Capella Space总共获得了8000万美元的融资；我国代表企业天仪研究院也在近期完成了C轮融资。

小型SAR卫星快速发展的同时，传统SAR卫星的营收也在提升。过往SAR卫星以影像销售为主，营收来源主要为国防情报部门。但随着下游商业应用端的增长，应急、金融、农业等领域的SAR卫星应用正在快速增长，SAR卫星影像的长尾效应开始逐渐体现出来。

相比于全球市场，中国的SAR卫星市场无论是上游制造业，还是下游应用端，都处于早期蓝海阶段。上游制造业的核心玩家入场券是实现卫星的在轨验证，我国目前已实现SAR卫星在轨验证的小卫星企业只有天仪研究院一家。下游应用端对SAR卫星数据非常渴求，但处理门槛较高、专业人员较少等问题，也困扰着下游应用的发展。

SAR卫星为什么遥感卫星产业的未来支柱？SAR卫星影像有哪些应用？中国有哪些商业SAR卫星初创企业？

以下是本文研究提纲。

一、SAR卫星是遥感卫星行业未来支柱：

SAR卫星运作原理

SAR卫星成为支柱

二、SAR卫星市场

市场份额

市场占比

我国市场前景

需求分析；

三、SAR卫星的发展过程

早期：技术受到限制，服务于国家用途

中期：技术快速发展，商业化拉开序幕

近期：哨兵一号公益开放，中低分辨率商业市场萎缩

未来：小卫星逐渐发力，实现快速迭代升级

四、SAR卫星的优缺点

优点：全天时全天候

缺点：成像复杂

五、SAR主要工作模式

成像与强度应用（条带、扫描、聚束）

干涉

极化

其他

六、SAR卫星应用方向

七、中外大型SAR卫星盘点

加拿大

欧洲（德国、西班牙、意大利、俄罗斯）

阿根廷

日本

中国（电子所、38所、其他）

八、全球民营SAR卫星玩家盘点

九、中国民营SAR卫星玩家盘点

十、SAR卫星行业未来发展趋势

以下是本文正文。

一、SAR卫星是遥感卫星产业的未来支柱

1.1 SAR卫星运作原理

主流的遥感卫星分为两种：光学卫星和微波成像雷达卫星。光学卫星的原理和人眼类似，依靠太阳光照射在地球表面物体的反射，被动地获取影像。局限性也和人眼一模一样，云雾天气看不到物体，黑夜中没法使用。微波成像雷达卫星则是一种主动的遥感成像方式，需要主动多次发送电磁波到地面，利用回波来成像，来间接测量被测物体的信息。微波的波长较长，具有一定的穿透特性，可以在一定程度穿越云雾和地表。

与光学卫星相比，SAR卫星成熟较晚，但具有全天候、全天时的优点与一定的地表穿透能力。作为一种主动微波遥感成像雷达，SAR穿云透雨和穿透地表的能力，弥补了光学和红外遥感的缺陷。但传统的SAR卫星重轨周期一般以周为单位，数据更新频率较低，因此更适用于长时间的普查，例如高铁、公路的长期形变监测，和石油管道、城市沉降等的勘察工作。卫星在太空运转，不需要人员到现场施工，因此对于大范围和边远地区的监测，SAR卫星非常具有优势。

1.2 SAR卫星成为支柱

2021年7月，郑州市遭遇有记录以来最强降雨过程。为了第一时间分析统计灾情，河南省卫星中心紧急联系了相关卫星遥感服务企业，协调高分三号、COSMO-SkyMed及哨兵一号等国内外卫星数据，提取洪涝淹没区，分析道路淹没范围，为应急救援抢险救灾提供决策支撑。这些数据有一个共同点，都来自于SAR卫星。

随着应急、海事、金融等领域对于时效性和连续性的要求越来越高，光学卫星无法确保在黑夜或阴雨雾霾天气提供图像的弊端成为行业发展的阻力，SAR卫星的应用价值逐渐凸显。虽然雷达影像无法像光学图像那么直观，但遥感产业的最终产品不是图像本身，而是符合特定场景、满足客户需求的信息。近年来，全球有大量紧急事件都在调用SAR卫星数据进行分析，例如沙特阿美炼油厂遇袭事件、长赐号苏伊士运河搁浅事件等。

可以想象，在国防、金融期货、应急赈灾等场景，如果因为天气原因而无法即时获取影像，对于客户来说是不可容忍的。因此，SAR卫星的全天时全天候特性，使其成为遥感卫星产业的未来支柱之一，许多国内外重要玩家也都在陆续公布自己的SAR卫星星座计划。

单一的卫星数据源都存在或多或少的缺点。在不同场景应用中，通过SAR卫星影像与全色、多光谱、高光谱图像的融合，综合利用了光学和雷达成像的优势，将是遥感服务业未来的核心竞争领域。

二、SAR卫星市场

2.1 市场份额

上游遥感影像市场方面，根据Mordor Intelligence的报告，2018年，SAR卫星市场价值为24.5亿美元，预计到2024年达到51.8亿美元。预测期间（2019年至2024年）的复合年增长率为11.6％。NSR的报告指出，未来数年高分辨率雷达数据的客户将大幅度增加，预计到2025年SAR影像的累计收入将达到62亿美元，85%的地球观测业务将集中于北美、欧洲和亚洲。亚米级超高分辨率（

然而，并非所有的SAR卫星都能享受到时代发展的红利。根据NSR的测算，中等分辨率（1m-5m）的SAR卫星影像销售额在2017年之后就下降，低分辨率的SAR卫星数据更是进入了免费的时代。因此，中低分辨率的SAR卫星供应商将逐渐被淘汰。

下游应用端的市场预计在百亿元量级。从国土资源、海洋环境、船舶识别等应急监测市场，到市政基础设施、交通能源安全等安全风险灾害监测市场，SAR卫星应用均可参与到其中。其中，干涉雷达应用（InSAR）的商业化正在迅速崛起，每年我国在软件、数据和应用服务方面的市场规模已超过10亿元。

美国国家地理空间情报机构(NGA)是商业SAR图像最大的买家。2000年-2009年，NGA每年向MDA购买1000万美元的SAR图像。2009年以后，NGA的潜在商业SAR数据提供者多了意大利航天局和Telespazio合资公司e-Geos提供的Cosmos Skymed雷达卫星、法国Astrium和德国合作的TanDEM-X雷达卫星，该卫星数据由美国21st Century Systems Inc.作为分销商，以及以色列国防部的TecSar，格鲁曼公司作为该卫星数据的分销商。NGA自2009年开始决定选择四家商业公司授予固定价格、无限期交货、无限期数量的合同，每家合同价值高达8500万美元。

SAR卫星图像有其优越性，在这些像老旧黑白照相机拍摄出来的图片下隐藏着大量信息，世界上最优秀的雷达卫星生产商和图像销售商如空客和MDA等企业，正在准备开发更强大的雷达卫星星座，从而提供毫米级别的高度变化测量，美国Maxar所属MDA总裁迈克·格林利(Mike Greenley)说，“用SAR建立的全球地表数字高程模型可以显示土地正在下沉，或者建筑物移动了，或者有人挖隧道使他们上方的地面移动，它对海拔高度非常敏感，这对很多客户来说很重要。”

2.2 市场占比

在客户类型方面，全球的国防和情报机构目前仍然是SAR图像和数据的主要购买方。国防和情报机构对于信息时效性和连续性的需求非常高，比如在某些关注度较高的海峡区域，如果能做到单日重访获取影像，对于国防机构获取稳定的情报信息有较大的帮助。而由于海面天气条件不稳定，光学卫星发挥受到限制，因此SAR卫星一直是国防和情报机构的必备选项之一。预计到 2025 年， 国防与情报市场将占据高分辨率SAR卫星数据收入的70%。

美国国家地理空间情报机构（NGA）是商业SAR图像最大的买家。在2009年以前，NGA为加拿大卫星企业MDA提供了每年1000万美元的SAR影像购买合同。从2009年开始，NGA确定了四家商业SAR卫星影像供应商，给予每年8500万美元，通过固定价格、无限期交货、无限数量的形式供给SAR卫星影像。

在市场占比方面，欧洲航天局（ESA）的SAR影像业务占据了全球最大的份额。欧洲是全球商业雷达卫星推进力度最大、发展速度最快的区域。无论是在数据开放、产业扶持等方面，欧洲都领先于全球。以德国、意大利为代表的两个欧洲国家，是当前在SAR卫星技术、应用等方面最领先的第一梯队。

对于应用类型而言，国防应用和民营应用有一个显著的区别：国防应用对数据源的需求更大，而民营应用对数据应用的需求更大。在体系建设的过程中，国防应用的体系建设很完整，拥有数据存储，数据处理，数据分发，数据应用各个链条的能力。民营应用往往集中在不同行业，对于新兴的卫星遥感数据需求单位，不太可能短时间内建立起来全链条的能力，因而更需要数据应用。

从国际的发展趋势来看，短期仍以国防市场为主，但增量有限。新的增量需求会更多来自国防以外的应用，但需要更长的时间。

2.3 我国市场前景

在我国，SAR卫星市场正在快速增长。下游应用需要大量数据支撑，带动上游卫星制造业快速增长。例如在河南省降雨灾情中，需要大量卫星数据进行快速分析。由于国产卫星数据太少，只能紧急求助于欧洲卫星进行数据补充。这种跨区域的紧急协调，无论时间还是成本，都是一个巨大的挑战。对比于欧洲的SAR卫星数量，我国的SAR卫星数量仍有差距。无论是国有的大卫星还是民营机构的小卫星，都有较大的增长空间。

除此之外，国家相关政策也在促进下游应用的发展。例如第一次全国自然灾害综合风险普查，计划投入超过2000亿元，将促进下游干涉雷达应用（InSAR）的快速发展。

全球的SAR卫星影像市场年增长率在8%-11%左右，中国市场如果能发展起来，整体的增长率会更高。当前国内的整体产业链条发展并不充分，在数据源、数据处理、行业应用都处于萌芽阶段。预计在2-3年的时间里，通过产业链条的不断完善，后期市场增长率会大幅提升，特别是数据源上，预计未来3年会有超过10颗民营的SAR卫星上天，这些卫星提供的SAR数据将至少将中国的SAR数据容量提升5~8倍。

2.4 需求分析

对于我国SAR卫星的需求数量，当前从业者有两派意见。

光学卫星的从业者认为，SAR卫星的应用范围没有可见光广，主要市场目前一直局限于微变形监测，包括地震，石油管网等。应急市场虽然有一定的需求，但由于事件发生频次较低，能否支撑起更大的市场，需要更深入的探讨。因此，我国SAR卫星需求不超过10颗，做到月度或者季度级的数据即可。大型SAR卫星的研制成本一直较高，单颗卫星研制成本超过10亿元，超过民营企业所能承担的范围。因此，部分从业者认为，应该由国家来承担SAR卫星的上游制造业务，将卫星数据作为公益产品分发，例如欧盟的哨兵一号任务，由民营企业做数据应用端的开发工作。

商业SAR卫星的从业者认为，当前SAR卫星市场不如光学卫星市场，主要是SAR卫星的处理复杂度较高，从业门槛较高。未来随着航天工业的不断发展，从业人才不断增加，SAR卫星的处理将逐渐流程化普及化，在更多应用领域向光学卫星看齐。

同时，商业SAR卫星必须开发更多的下游应用，寻找更多商业客户。从美国目前的发展来看，当民营SAR企业的数据服务与应用能力提升后，国防部门正在逐渐付费开展使用计划，并不排除未来批量采购的可能性。我国的国防应用需求虽然较大，但目前依然倾向于采购国营单位的卫星数据。因此，商业SAR卫星制造商必须拥有自我造血能力，不能指望国家部委、国防和情报机构负担整星的制造成本，下游应用商也不能指望政策红利能持续带来业务增长。

横向对比于欧美国家，我国的上下游厂商，无论是在数量、融资额度与轮次上，都有明显的差距。在上游制造领域，以ICEYE为代表的欧洲商业SAR小厂商，受到资本的热捧，C轮已总计融资1.52亿美元。而下游的干涉雷达应用（InSAR）行业，SkyGeo、TRE ALTAMIRA等InSAR服务商也已经获得了过亿美元的融资。中国作为基建大国，对于InSAR技术的需求处于全球前三的状态。因此，下游应用厂商仍有较大的发展空间。

三、SAR卫星发展过程

3.1 早期：技术受到限制，服务于国家用途

高分辨率微波雷达，是在外太空观测地表小物体的必要条件。为了能够看清房屋、船只等地表物体，微波雷达的真实孔径必须在千米级别。但是由于成本和发射技术的限制，超过千米孔径的雷达无法被送上太空。如何解决这个矛盾？