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哨兵一号雷达影像与精密轨道下载指南

发布时间：2026-10-29 12:54:16 最近访问：2026-10-29 12:54:17

哨兵一号雷达影像与精密轨道下载指南

自 2014 年 Sentinel-1A 卫星入轨以来，哨兵一号（Sentinel-1）已成为全球首个对地表形变与极地冰川开展系统性、常态化监测的 C 波段合成孔径雷达星座，延续了欧空局在雷达遥感领域的长期积累，保障了全球雷达数据的连续性。

在此之前，欧洲曾依靠 ERS-1（1991 年）、ERS-2（1995 年）及 Envisat（2002 年）积累了超过 20 年的雷达观测存档。2012 年 4 月 Envisat 失联退役，导致欧洲乃至全球的常态化雷达监测面临数据断档。

2014 年，哨兵一号作为欧洲哥白尼计划（Copernicus Programme）的首组空间任务星座发射升空，填补了这一空白，确保自 1991 年以来的长期气候变化研究、地表形变时间序列分析（InSAR）以及冰川监测得以持续推进。

一、哨兵一号

卫星星座

哨兵一号星座已完成第一代四星的新老更替。2014年4月发射的首星1A与2016年4月发射的1B曾实现6天重访；1B在2021年12月突发电源故障并于2022年退役后，1A独自支撑了近三年观测。随后，1C于2024年12月升空，1D于2025年11月发射并在2026年4月开放数据。目前1A退居二线，1C与1D组成主力双星编队，恢复全球6天重访，并在原有C波段雷达基础上增配了AIS船舶识别与双频精密定轨能力。

在重访与日常覆盖上，单星每日绕地约14.6圈，双星每天可采集数百万平方公里雷达数据。单星严格同轨重访周期为12天，双星组网缩短至6天；若计入相邻轨道与升降轨交叠，中纬度地区1至3天即可覆盖一次，极地则可实现每日覆盖。

星座搭载C波段合成孔径雷达，提供四种成像模式：

陆地默认采用干涉宽幅模式（IW），幅宽250公里，分辨率5×20米，主用VV+VH双极化；
极地与广域海洋采用超宽幅模式（EW），幅宽400公里，分辨率20×40米，支持HH+HV或VV+VH极化；
灾害应急采用条带模式（SM），幅宽80公里，分辨率5×5米，支持单极化或双极化；
远洋则采用波浪模式（WV），每隔100公里获取20×20公里小块图像，分辨率5×5米，采用HH或VV单极化。

下载指南

本文以下载干涉宽幅模式IW下载SLC（单视）数据为例，该产品常用于InSAR地表沉降分析。Copernicus Data Space Ecosystem（CDSE）官方网站可以下载哥白尼计划所有卫星数据产品，但是网络传输至国内效率低，本文以NASA下属存档中心之一的阿拉斯加卫星设施（ASF Vertex）数据检索与分发平台举例说明下载步骤，ASF平台检索和下载效率对国内环境十分友好。

注册账号：访问 https://urs.earthdata.nasa.gov/

注册一个免费的 NASA Earthdata 账号（与下载 MODIS、SRTM DEM、ICESat-2 的账号完全通用）。

检索筛选：打开 https://search.asf.alaska.edu/

Dataset（数据集）：选 Sentinel-1（如果要按 Burst 下，选 Sentinel-1 Bursts）；

Filters（筛选器）：

File Type：做 InSAR 必选 L1 Single Look Complex (SLC)；只看强度图选 L1 Ground Range Detected (GRD)；

Beam Mode：陆地默认选 IW；

Direction：选 Ascending（国内大部分仅升轨）或 Descending（降轨）；

Path / Frame：填入固定轨道号（Track/Path），确保长时序每一景空间位置一致性

将检索结果加入购物车（Download Queue），可一键导出 Python 批量下载脚本（.py）或 Metalink / URL 列表，配合命令行或下载软件全速拉取。

二、精密轨道

轨道数据

哨兵一号的轨道数据按发布时效和定轨精度分为四级，越晚发布的轨道位置越准：

星上导航解（内嵌于影像）：随影像实时下传，误差在1至10米，仅够快视图粗略定位，不能用于干涉处理。
预报轨道（AUX_PREORB）：提前预报未来2天的轨道，误差约10至100厘米，用于任务规划以及海上溢油、船只的近实时监测。
快速精密轨道（AUX_RESORB）：成像后3小时内发布，单文件覆盖3.5小时，误差小于10厘米（实测3至5厘米）。它已能满足TOPSAR模式的方位向配准要求，适合地震、滑坡等灾害应急D-InSAR处理。
精密科学轨道（AUX_POEORB）：成像20天后发布，单文件覆盖26小时，误差小于5厘米（实测约2厘米）。它能压制长波长轨道残余条纹，常用于长时序PS/SBAS-InSAR慢速形变监测。

下载指南

对于不同等级的轨道数据，默认选精密科学轨道（AUX_POEORB），几何精度最高，无论是做SAR正射还是InSAR分析，时间允许的情况下尽量选取POEORB轨道数据。

哨兵一号影像配套的精密轨道文件（.EOF）直接存放在ASF的静态目录

https://s1qc.asf.alaska.edu/aux_poeorb/下，可以根据影像日期下载对应的EOF文件。

三、应用场景

SAR（合成孔径雷达）

SAR 强度应用根据后向散射强弱识别地物，判断“有什么、在哪里”。

洪涝监测

平静水面会发生镜面反射，在 SAR 图像上呈暗黑色，与陆地反差明显。雷达能穿透云雨，暴雨期间光学卫星无法成像时，哨兵一号仍可正常观测。实际工作中常对比灾前、灾中两期 VV/VH 影像，通过阈值分割或变化检测提取淹没范围，辅助应急评估和保险定损。

海事监管与溢油监测

金属船体在暗色海面上呈高亮的点目标，便于自动检测。将影像检测结果与 AIS 信号比对，可排查关闭应答机的“暗船”，用于打击非法捕捞和走私；1C、1D 星搭载了星载 AIS 接收机，能在轨同步完成匹配。此外，海面油膜会抑制毛细波，在图像上形成暗色条带，可用于溢油监测与溯源。

极地冰川与海冰监测

极地主要采用 EW 超宽幅模式，基本实现每日覆盖。数据常用于海冰分类、极地航道制图和冰山追踪，也可通过偏移量跟踪（Offset Tracking）反演冰川流速，估算冰盖物质平衡与海平面变化。

此外，VV/VH 时序强度数据还常用于农作物分类、长势监测及森林砍伐识别。

InSAR（干涉测量合成孔径雷达）

地震同震形变

用震前、震后各一景影像做差分干涉（D-InSAR），可生成同心环状的干涉条纹。C 波段每条完整条纹对应约 2.8 cm 的视线向位移，条纹分布可用于反演发震断层的位置、产状和滑动分布。配合 3 小时内发布的快速轨道（RESORB），震后数小时即可出图；6 天重访周期也便于持续跟踪震后余滑。

城市地面沉降

城市沉降监测是目前成熟的商业化方向。利用数十至上百景时序影像，通过 PS-InSAR 或 SBAS 技术，可在建筑物、道路等稳定散射体上提取毫米/年量级的形变速率。常用于监测地下水超采沉降漏斗、地铁与隧道沿线、填海造陆区及机场跑道。例如欧洲地面运动服务（EGMS）就基于哨兵一号定期更新全欧地表形变底图。