RADARSAT-2 Será Lanzado en el 2.005

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 poderosas, 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 en el 2.005. 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 1.995. 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 MacDonald, Dettwiler & Associates Ltd. ( MDA, ver páginas de web ) y el gobierno con la Agencia Espacial Canadiense ( CSA, ver páginas de 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 International, una empresa de 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 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 que la viabilidad de la información SAR como inteligencia crítica para esas y otras aplicaciones será reforzada con el lanzamiento del RADARSAT-2 ( ver Tabla 1 ). 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 (ver Tabla 2). 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 Horizontal ( H ), la polarización cruzada y la información cuadri-polarizada, resolución espacial más alta de 3 metros, imágenes con visión del 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, de los modos de toma de imágenes que ofrecen una variedad de ángulos de incidencia y resoluciones que pue- de barcos, rastreo de témpanos de hielo, la generación de modelos de elevación digital (DEMs) y para la extracción de aspectos cartográficos. den 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 nuevo del programa RADARSAT son los nuevos modos de polarización, tales como Polarización Selectiva, Polarimetría (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 esté en órbita. Así nuevos modos pueden ser añadidos, tal como el modo de haz tipo “spotlight” de 1 metro de resolución.

Imagen 1: 03_Ottawa_Ultra.tif

Simulación del modo de haz Ultra Fino del RADAR-

SAT-2. Resolución de 3 metros. ( © CCRS, 1998 ). Imagen 2: Imagen del RADARSAT-1 en modo de haz Fino. Resolución de 8 metros. ( © CCRS, 1996 ).

Figura 1: El nuevo modo de haz Ultra Fino del RADARSAT-2 será útil para las aplicaciones tales como el rastreo/identificación de barcos, rastreo de témpanos de hielo, la generación de modelos de elevación digital (DEMs) y para la extracción de aspectos cartográficos.

Detección de Objetos en Movimiento

El RADARSAT-2 también tendrá un modo de investigación experimental, el cual será utilizado para demostrar la detección de objetos en movimiento sobre el terreno desde el espacio. El modo Experimento de Detección de Objetos en Movimiento (MODEX por sus siglas en inglés) ha sido creado bajo un contrato con el Departamento de Defensa Nacional de Canadá.

MODEX o el término más genérico “interferometría a lo largo de la trayectoria”, ha sido diseñado para detectar, medir y monitorear objetos en movimiento sobre la superficie de la Tierra. Mediante la partición de la antena SAR en dos sub-aberturas alineadas en la dirección del vuelo, el satélite puede tomar imágenes de escenas sucesivas. La comparación de esas imágenes revelan cualquier cambio espacial durante el tiempo entre cada imagen. La velocidad nominal mínima detectable para objetos en movimiento, tales como vehículos, es alrededor de 5 metros por segundo.

Conjuntos de Información Polarimétricos

El RADARSAT-2 tiene la capacidad de enviar y recibir ondas de radar con polarización Horizontal ( H ) y Vertical ( V ). Esto produce señales co-polarizadas ( HH y VV ) y señales de polarización cruzada ( HV y VH ). En contraste, el RADARSAT-1 transmite y recibe una onda de radar que es polarizada en forma horizontal (HH). El RADARSAT-2 será el primer satélite espacial comercial SAR que ofrezca la capacidad de cuadri-polarizacion (quad-pol), produciendo conjuntos de información totalmente polarimétricos. El sistema de radar transmitirá y recibirá todas las combinaciones de ondas polarizadas simultáneamente, produciendo conjuntos de información HH, HV, VV y VH para cada imagen. La información quadpol retiene ambas la amplitud y la fase de la información de las ondas del radar; y la fase relativa entre los canales también es medida. La información distinta y complementaria disponible a través del quad-pol mejora tanto la habilidad de caracterizar las propiedades físicas de los objetos como la recuperación de las propiedades biofísicas o geofísicas de la superficie de la Tierra (ver Figura 2). La habilidad polarimétrica del RADARSAT-2 hace posible la clasificación de las características de la superficie a partir de una sola imagen polarimétrica, reduciendo la necesidad de conducir extensos levantamientos de verificación sobre el terreno. Esas mejoras en la exactitud y en la clasificación automática para las aplicaciones tales como detección de barcos, monitoreo de la condición de los cultivos, detección de derrames de petróleo y el mapeo geológico presentan excitantes posibilidades (ver Figura 3).

Las aplicaciones en los océanos y las costas se beneficiarán de las capacidades mejoradas del RADARSAT-2. Los patrones coloridos ilustran las diferencias en el contenido de la información de las tres imágenes, las líneas amarillas marcan el límite entre tierra firme y la planicie de la marea; imagen de multipolarización compuesta del CV-580 C/X SAR de la cuenca del Minas, Nueva Escocia, Canadá adquirida durante condiciones de marea baja ( © CCRS, 1,998 ).

Información de la Órbita

El RADARSAT-2 se posicionará en la misma órbita que el RADARSAT-1 con un defasaje de 30 minutos. Esta órbita helio-sincronizada permite una iluminación casi continua de los paneles solares con la excepción del solsticio de verano. Los receptores GPS del satélite mejorarán la posición conocida del satélite en tiempo-casireal 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 del RADARSAT-2 ha sido diseñado para apoyar una misión con un volumen muy grande de 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 el 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.

Kate Stephens

Gerente de comunicación corporativa y marketing del RADARSAT International

Ella ha trabajado en la industria geo-espacial durante los últimos ocho anos, habiendo obtenido su M.Sc. en Geografía Física en la Universidad McGill de Montreal con una especialización en climatología y contaminación del aire. kstephens@rsi.ca

Gordon C. Staples www.gim-international.com

Grado de B.Sc. con honores en Física y Oceanografía y su M.Sc. en Oceanografía Física de la Universidad de la Columbia Británica. Se incorporó a RADARSAT International en 1.993; el es responsable del desarrollo de las aplicaciones y el manejo de proyectos SAR del RADARSAT. Desde el año 2.000 el Sr. Staples ha tenido la responsabilidad de investigación y desarrollo de aplicaciones para el RADARSAT-2.

Artículo cedido gentilmente por la Revista de geomática GIM International.

Tradución: Hermani M. Vieira Gerente Técnico Threetek Soluções em Geomática hermani@threetek.com.br