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衛星リモートセンシングとSAR 技術解説

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TECHNOLOGY EXPLAINER

衛星リモートセンシングとSAR
― 光学観測と合成開口レーダーの仕組み、分解能の定義、アンテナと材料

人工衛星から地球を観測する方法は、大きく2つあります。太陽の光が地表で反射したものを受ける「光学観測」と、衛星自身が電波を出してその反射を受ける「SAR（合成開口レーダー）」です。この記事は、素材技術者が宇宙工学を知らなくても読めるように、①2つの方式の違い、②「分解能」という言葉の定義（画素の大きさと、見分けられる細かさは別）、③SAR が小さなアンテナで細かい画像をつくる仕組み（式と数値の例）、④アンテナと望遠鏡の構造と材料を、図で順に説明します。実績の数値は、衛星と条件を添えて書き、企業の公称値は公称値として扱います。

構成：ESA の Sentinel-1・2 の解説、USGS の Landsat 8 の解説、NASA の NISAR のページと技術報告、JAXA の ALOS-4 のページ、Planet・Synspective・ICEYE の公式ページ、eoPortal、SAR のチュートリアル論文、NIIRS の指針、CEOS の ARD を使用／数値例は本稿で計算／確認日 2026年10月17日

衛星による観測と、地上でデータを利用する仕事を分けて示します。着色した観測域や地図は説明用で、実測画像ではありません。
図1　概念画像（ImageGen生成）。衛星による観測と、地上でデータを利用する仕事を分けて示します。着色した観測域や地図は説明用で、実測画像ではありません。実際の製品・施設・測定結果・設計寸法ではありません。実物と拡大模型を区別してください。線・矢印・色は説明用です。
この記事の構成
  1. 3行でわかる／読む前に知っておくこと／シリーズの中での位置
  2. 2つの観測方式 ― 光学と SAR
  3. 光学の分解能 ― 画素と回折（数値の例）
  4. SAR の仕組み ― 横向きに撮る
  5. SAR の分解能 ― 2つの式と数値の確認
  6. 「分解能」の定義を整理する
  7. 実績の例 ― 機体・条件つき
  8. アンテナ・望遠鏡の構造と材料 ― 素材技術者の視点
  9. 評価・標準の読み方／用語集／参考資料／出典対応表
本記事の表記ルール

事実＝公表資料に記載のある内容（出典リンクあり）
本稿の計算＝明示した前提をもとに本記事が算出した値
未確定／将来＝企業の目標・計画、申請中・審議中の事項など、確定していないこと
推測は太字で示します。たとえ話には、必ず「たとえの限界」を書きます。

この記事の数値の読み方

第3・5章の分解能・限界の数値は、本稿が計算した説明用の値です。衛星ごとの数値は、ESA・USGS・NASA・JAXA・eoPortal・各社の公式ページにあるとおりに書き、確認日（2026年10月17日）を付けています。企業の公称値は企業の主張として扱い、画素の間隔・分解セルなど、定義の違う数字を並べて優劣をつけません。この分野は変化が速いため、衛星の状態は確認日時点のものです。

1. 3行でわかる／読む前に知っておくこと／シリーズの中での位置

  • 2つの方式：光学は太陽の光が頼りで、夜や雲では撮れません。SAR は自ら電波を出すので、昼夜・雲を通して撮れますが、画像は写真とは見え方が違います 事実［参考資料1・14］
  • 「分解能」は1つの数字ではない：画素の間隔（GSD）、点が広がる幅、2点を見分けられる細かさは別のものです。WorldView-3 の画素0.31 m は、波長600 nm の回折限界（本稿の計算で約0.41 m）より小さい値です 事実本稿の計算［参考資料8・18］
  • SAR は「合成」して細かくする：距離方向の分解能は帯域幅で決まり（c÷2B）、進行方向はアンテナ長の半分（L÷2）に近づきます。Sentinel-1 の帯域は最大100 MHz、StriX は最大600 MHz で、理想式は1.5 m と0.25 m を与え、公称値と近い値です 事実本稿の計算［参考資料13・1・10］
この記事を読む前に知っておくこと

「観測」とは、離れた場所から、電磁波（光や電波）を使って地表の様子を調べることです。「波長」は波の山から山までの長さで、可視光は約0.4〜0.7 µm、SAR の電波は数cm（C帯で約5.5 cm、X帯で約3 cm）です。「ピクセル（画素）」は画像の1つのマス目です。衛星は地表の上を高度数百kmで飛ぶので、1つの画素が地上で何メートルに当たるか（GSD）が重要になります。式は少なく、使うときは数値で確かめます。

シリーズの中での位置

軌道の基礎と低軌道の衛星は「低軌道コンステレーション」編、宇宙環境と材料は「宇宙環境と材料への影響」編、複合材料は「宇宙用CFRPと複合材料」編、熱は「宇宙機の熱制御」編で扱います。この記事は、観測の方式・分解能・アンテナと望遠鏡の材料に絞ります。光検出器の材料は、本シリーズ「光検出器」編を参照してください。

2. 2つの観測方式 ― 光学と SAR

夜道で、物を見る2つの方法を考えます。街灯の光が物に当たって跳ね返ったのを見る方法と、自分で懐中電灯を持ち、照らして見る方法です。前者が光学観測（受動）、後者が SAR（能動）にあたります。ESA は、Sentinel-2 の MSI は太陽光が反射したのを集めて受動的に働く、と説明しています 事実［参考資料2］。一方 Sentinel-1 の SAR は、自ら出した電波で地表を斜めに照らして反射を受け、昼夜・天候を問わず観測できると説明されています 事実［参考資料1］。

2つの観測方式：太陽の光を待つか、自分で電波を出すか 光学観測（受動） SAR（能動） 太陽 雲 衛星 地表 反射した太陽光を受ける 夜は撮れず、雲があると地表が見えない 衛星 雲 地表 自分で出した電波の反射を受ける 夜もOK 昼夜・雲を通して撮れるが、画像は写真の見え方とは違う
図2　概念図（ベクター作図）。左が光学（受動）、右が SAR（能動）。雲や夜への強さの違いを表す概念図で、電波の経路や角度は実際の縮尺ではありません。
よくある誤解：「SAR は雲を透かして、ふつうの写真のように見える」

SAR の電波は、雲の粒より波長がずっと長いので雲を通ります（ICEYE の説明）事実［参考資料12］。しかし画像は、写真のような色ではなく、電波の反射の強さ（後方散乱）を表します。Synspective も、SAR データは通常の画像とは違い、人の目にはほとんど読み取れない、と述べます 事実［参考資料11］。さらに、地形の起伏で、フォアショートニング・レイオーバー・影の3つの歪みが出ます（第4章）。ESA は、地表の粗さや構造が多いほど後方散乱が強いこと、水と乾いた土では反射が違うことを説明しています 事実［参考資料1・14］。

3. 光学の分解能 ― 画素と回折（数値の例）

光学衛星の画像の細かさを決めるものは2つあります。①画素（ピクセル）の大きさ：検出器の1マスが地上で何メートルに当たるか（GSD）。ESA は Sentinel-2 の空間分解能を「検出器1つの地上での写り」と定義しています 事実［参考資料2］。②望遠鏡の光学的な限界：口径が小さいと、光は回折で広がって、点が点に写りません。

回折による限界の見積りには、レイリーの基準を使います。2つの点が見分けられる最小の距離が、1.22 × 波長 × 高度 ÷ 口径で与えられる、という考え方です 事実［参考資料18］。数値で確かめます。Sentinel-2 の望遠鏡は瞳径150 mm相当、高度786 kmで、赤の光（665 nm）なら約4.3 mです。ところが画素は10 mなので、この衛星では画素の大きさが先に限界になります 事実本稿の計算［参考資料2］。

光学の「見分けられる細かさ」は、口径と高度で決まる（本稿の計算） 0.1 m 1 m 10 m 0.1 0.2 0.5 1 口径 m 高度500 km 高度700 km Sentinel-2：画素10 m Pleiades：画素0.7 m WorldView-3：画素0.31 m 回折限界（本稿の計算） Sentinel-2 口径15 cm・786 km 約4.3 m Pleiades 口径65 cm・694 km 約0.78 m WorldView-3 口径110 cm・617 km 約0.41 m 1.22×波長×高度÷口径（波長600 nm）。Sentinel-2は画素が先に限 界、WorldView-3は画素が回折限界 より小さい 画素の大きさ（GSD）は各ミッションの資料の値。Sentinel-2 は665 nm（赤）の帯域で計算。これは見分けられる細かさそのものではない
図3　本稿の計算を含む作図（ベクター作図）。回折限界は本稿の計算（波長600 nm）。画素の大きさは各ミッションの資料の値です。2つの量は別のもので、点は線との位置関係を比べるために重ねています。

反対に、高解像の衛星では事情が逆になります。eoPortal の記述では、WorldView-3 は主鏡の口径110 cm、高度617 kmで、パンクロ（白黒）の画素は直下で0.31 mです。本稿の計算では、波長600 nmの回折限界は約0.41 mで、画素0.31 mより大きくなります。Pleiades（口径65 cm、高度694 km）も、画素0.7 mに対して回折限界は約0.78 mです 事実本稿の計算［参考資料8・9］。つまり、画素は回折の限界より細かく取られており、画素の細かさだけでは、見分けられる細かさは決まりません。実際の画像は、検出器のサンプリング、画像処理による鮮鋭化なども含めた総合の性能で決まります（解説）。Pleiades の資料は、システムの MTF（光学の伝達の指標）を0.2と書いています 事実［参考資料9］。

つまずきやすいところ：なぜ口径が大きい方が細かいのか

光は、狭い穴を通ると広がる性質があります（回折）。望遠鏡の口径は「穴の大きさ」で、大きいほど広がりが小さくなり、点が点に近く写ります。式は、口径が2倍になれば、限界が半分になる、という関係です。同じ口径なら、低い高度ほど細かく見えます。だから高解像の光学衛星は、大きな主鏡と、比較的低い軌道を使います（本稿の計算と、各資料の値の整理）本稿の計算。

4. SAR の仕組み ― 横向きに撮る

SAR は、衛星が進行方向に対して横を向き、短い電波のパルス（鳥の鳴き声のような「チャープ」）を出して、返ってくる反射の時間と強さを記録します。反射が返るまでの時間が長いほど遠い、という関係から、距離（斜めの距離）が分かります。同時に、衛星が進行方向に動くので、同じ地点を、衛星が少しずつ違う位置から何度も見ます。この記録を計算でまとめて、あたかも長いアンテナで見たかのような細かい画像をつくります。これが「合成開口」です。なぜ横向きかというと、真下を向くと、左右対称の地点が同じ時間に返ってきて、区別がつかないからです（解説）。ESA は Sentinel-1 について、電波を地表に「斜めに」照らす、と説明しています 事実［参考資料1］。

SAR の幾何：横を向いて、距離と進行方向の2つで位置を決める 衛星 進行方向（アジマス） 斜め距離方向（レンジ） 観測幅（スワス） 片側に傾けて撮る（真下は撮らない） SAR 画像特有の3つの歪み フォアショートニング 山の手前の斜面が圧縮され、細い明るい帯になる レイオーバー 手前の斜面の反射が、奥の斜面の反射と同時に届 き、重なる 影（シャドウ） 奥の急な斜面は電波が届かず、データがない 地形の起伏で、画像は写真と違う見え方になる（ASF の解説）
図4　概念図（ベクター作図）。左は SAR の幾何の模式図、右は SAR 画像に特有の3つの歪みです。距離・角度は実際の縮尺ではありません。

受信した信号は、振幅（強さ）と位相（波のずれの具合）の両方を持ちます。位相は、衛星と地表の距離の変化に敏感で、2回の観測の位相を比べると、地面のわずかな動きを測れます（干渉 SAR、InSAR）。Sentinel-1 も位相を保存する方式です 事実［参考資料1］。画像には、ざらざらした模様（スペックル）が出ます。これは、1つの分解セルの中に多数の小さな反射体があり、その反射が互いに強め合ったり弱め合ったりするためです 事実［参考資料14］。複数の観測を平均する処理（マルチルック）で、ざらつきを減らせますが、細かさとの引き換えになります（解説）。Synspective の「Spotlight Enhanced」は、アジマス方向に3回のマルチルックをかけて、ノイズを減らす方式です 事実［参考資料11］。

5. SAR の分解能 ― 2つの式と数値の確認

SAR の分解能は、距離方向（レンジ）と進行方向（アジマス）で、別の式で決まります。Moreira らのチュートリアルは、斜め距離方向の分解能 δr が帯域幅 B に反比例し δr ＝ c ÷ (2B)（c は光速）であること、進行方向の分解能 δa は合成開口の構成で決まり、アンテナ長を d とすると δa ＝ d ÷ 2 に近づくことを説明しています 事実［参考資料13］。

意外に見えるのは、アンテナが短いほど、進行方向の分解能が細かいことです。短いアンテナは、1つの地点を長い時間（長い距離）にわたって見るため、結果として長い仮想アンテナになるから、と同じチュートリアルは説明します 事実［参考資料13］。たとえの限界：実際には、細かくするほど必要な電力・データ量が増え、観測幅が狭くなります。

SAR の分解能の2つの式（本稿の計算：公称値との照合） (a) 距離方向：分解能 ＝ c ÷ (2×帯域幅) 0.1 m 1 m 30 100 300 1000 帯域幅 MHz Sentinel-1（最大100 MHz）→1.5 m StriX（最大600 MHz）→0.25 m (b) 進行方向：実開口 と 合成開口（アンテナ5 m・X帯の例） 実開口（普通のレーダー）：約3.6 km 合成開口（SAR）：アンテナ長÷2＝2.5 m 1 m 100 m 10 km StriX の公称：ストリップマップのアジマス分解能2.6 m。Sentinel-1 ：アンテナ12.3 m→理想式6.15 m、公称は約5 m（ストリップマップ） 実開口は波長×距離÷アンテナ長で、距離を577 km（高度500 km・斜め視30°）と仮定。公称値は企業・ESAの資料の値
図5　本稿の計算を含む作図（ベクター作図）。(a) と (b) は本稿の計算で、公称値との照合のために公称値を添えています。理想式の値は、実際の製品の分解能（窓関数・重みづけ・斜め視を含む）とは一致しません。
項目公称値（出典）理想式の値（本稿の計算）
Sentinel-1：帯域幅0〜100 MHz（プログラム可能）。ESA 事実［参考資料1］100 MHz → 斜め距離方向 1.5 m（入射角30°なら地上で約3.0 m）本稿の計算
Sentinel-1：アンテナ長12.3 m × 0.821 m。ストリップマップは約5 m × 5 m、IW は5 m × 20 m。ESA 事実［参考資料1］12.3 ÷ 2 ＝ 6.15 m 本稿の計算
StriX：帯域幅チャープ帯域幅 最大600 MHz。斜め距離の分解能 0.23 m（スポットライト）。Synspective（企業の公称）事実［参考資料10・11］600 MHz → 0.25 m 本稿の計算
StriX：アンテナ長5 m × 0.8 m。ストリップマップのアジマス分解能 2.6 m（企業の公称、斜め視30°の解析値）事実［参考資料10・11］5 ÷ 2 ＝ 2.5 m。実開口なら約3.6 km（距離577 kmを仮定）本稿の計算

表の整理は本稿の計算（整理）。理想式と公称値が近いのは式の確認で、公称値の検証ではありません。

つまずきやすいところ：地上での距離方向の分解能（グラウンドレンジ）は、斜め距離の分解能より粗い

SAR が測るのは「斜めの距離」です。地表に投影すると、斜めに入る分だけ伸びて、地上での距離方向の分解能は、斜め距離の分解能 ÷ sin（入射角）になります。入射角が小さいほど粗くなります。Synspective の公称では、0.23 mの斜め距離分解能が、地上では0.46 mです（斜め視30°の解析値）事実［参考資料11］。これは 0.23 ÷ sin 30° ＝ 0.46 と一致します 本稿の計算。

6. 「分解能」の定義を整理する

「分解能」という言葉は、少なくとも3つの意味で使われます。まず、画素の間隔（GSD）。次に、点を撮ったときに像が広がる広がり（分解セル）の幅です。SAR では、点の像の半値幅などで示し、画素の間隔とは別に書かれます。最後に、2点を見分けられるか、という見分けられる細かさです。画像の判読のしやすさを測る別の尺度として、NIIRS（国家画像判読性評価尺度）があり、民生用の指針は、0から9までの10段階で、各段階に「何が判別できるか」という作業の基準を置きます 事実［参考資料15］。

「分解能」の言葉の整理：画素・分解セル・見分けられる細かさ ① 画素の間隔（GSD） 地上で画素がどれだけ離れているか。ESA は「検出器1つの地上での写り」と説明 ② 分解セル（広がり） 半値幅 点を撮っても1点にならず広がる。その幅が 実質の細かさ ③ 2点を見分ける 2つの山の間にくぼみがあれば、2点と判断 できる（レイリーの基準など） 画素の間隔が細かくても、広がりが大きければ細部は見えない。逆に、広がりが小さくても画素が粗ければ、情報は捨てられる
図6　概念図（ベクター作図）。3つの意味を、格子（画素）と山形（広がり）で比べた概念図です。実在の衛星の性能曲線ではありません。
よくある誤解：「0.3 mの分解能なら、0.3 mの物が見える」

0.3 mは画素の間隔（GSD）の例であることが多く、0.3 mの物を判別できるとは限りません。見分けられるかは、広がり、コントラスト（周囲との明暗・反射の差）、ノイズ、画像処理で決まります。WorldView-3 は0.31 m（直下）ですが、同じ資料では、20°傾けて撮ると0.34 mになります 事実［参考資料8］。SAR では、スペックルの影響があり、分解能が同じでも、見やすさは平均の仕方で変わります（第4章）。分解能の数字は、定義と条件（直下か、斜め視か、何回平均か）とセットで読んでください。

7. 実績の例 ― 機体・条件つき

機体・事例何を・どの規模で・いつ区分
Landsat 8（USGS）2013年2月11日に打ち上げ、高度705 km。OLI は可視〜短波長赤外などの帯域が30 m、パンクロが15 m、TIRS の熱赤外は100 m 事実［参考資料3］事実
Sentinel-2（ESA）2A は2015年、2B は2017年、2C は2024年9月5日に打ち上げ。高度786 km、観測幅290 km、13バンド（10 m・20 m・60 m）。2つ運用で赤道で5日の再訪 事実［参考資料2］事実
Sentinel-1（ESA）C帯SAR。1A は2014年4月3日、1C は2024年12月5日、1D は2025年11月4日に打ち上げ。1B は2021年12月23日以降、レーダーデータを出せない。高度693 km。IW モードは観測幅250 km・5 m × 20 m 事実［参考資料1］事実
ALOS-4（JAXA）2024年7月1日、H3ロケット3号機で打ち上げ。約3,000 kg。L帯の PALSAR-3。観測幅は ALOS-2 の50 km から200 km に拡大（分解能は維持するとされる）事実［参考資料6］事実
NISAR（NASA・ISRO）2025年7月30日に打ち上げ。L帯（波長24 cm）とS帯（9.4 cm）のSAR。確認日時点は科学フェーズで、L帯の暫定データは2026年7月20日に公開、S帯は ISRO が公開 事実［参考資料4］。12日で観測、観測幅240 km超、12 m の展開式反射鏡（打ち上げ前の NASA の報告）事実［参考資料5］事実
Planet の Dove3Uキューブサット、高度525 km、3 m。2017年に陸地のほぼ毎日の撮像（企業の説明）事実［参考資料7］事実
WorldView-32014年8月13日に打ち上げ、高度617 km。主鏡の口径110 cm、パンクロ0.31 m（直下）、観測幅13.1 km。企業の公開情報（eoPortal がまとめたもの）事実［参考資料8］事実
Synspective の StriXX帯（9.65 GHz）、100 kg級、折りたたみ式の5 m アンテナ。最初の衛星は2020年に軌道に投入。ストリップマップ2.6 m、スポットライトで最高0.25 m（企業の公称・解析値）事実［参考資料10・11］事実
ICEYEX帯（約9.6 GHz）。分解能は最高25 cm、最大120,000 km²の範囲（企業の公称）事実［参考資料12］事実

表の整理は本稿の計算（整理）。企業の公称値は企業の主張で、第三者の検証は確認できていません。

公表されている「分解能」の例（対数目盛り。種類・条件つき） 0.1 m 1 m 10 m Landsat 8 OLI（705 km） 30 m（可視〜近赤外） Sentinel-2 MSI（786 km） 10 m（4バンド） PlanetScope Dove（525 km） 3 m Sentinel-1 IW（693 km） 5 m × 20 m Pleiades（694 km） 0.7 m（パンクロ） WorldView-3（617 km） 0.31 m（直下） StriX ストリップマップ 2.6 m（アジマス） StriX スポットライト 0.25 m（アジマス） ICEYE（企業の公称） 最高 0.25 m 光学・公的機関 光学・企業の公称 SAR・公的機関 SAR・企業の公称 画素の間隔・分解セル・帯域など、定義が機体ごとに違う数字を並べている。棒の長さで優劣は言えない
図7　本稿の計算を含む作図（ベクター作図）。棒は公表された値を、定義の違いを区別せずに並べたものです。画素の間隔（Landsat・Sentinel-2・Dove・WorldView-3・Pleiades）と、SAR の分解セル（Sentinel-1・StriX・ICEYE）は意味が違い、優劣は表しません。

8. アンテナ・望遠鏡の構造と材料 ― 素材技術者の視点

①平面アレイ、②展開式反射鏡、③折り畳みパネル、④光学望遠鏡という形の違いを見ます。大きく見えることだけで分解能や性能は決まりません。
図8　概念画像（ImageGen生成）。①平面アレイ、②展開式反射鏡、③折り畳みパネル、④光学望遠鏡という形の違いを見ます。大きく見えることだけで分解能や性能は決まりません。実際の製品・施設・測定結果・設計寸法ではありません。実物と拡大模型を区別してください。線・矢印・色は説明用です。
元のSVG・数値・出典を確認する
アンテナと望遠鏡の構造と材料（確認できた記述のみ） Sentinel-1（C帯） NISAR（L帯・S帯） StriX（X帯） 平面の位相配列アンテナ。12.3 m × 0.821 m。金属化した炭素繊維強化プラスチック（ CFRP）の導波管で放射する 衛星の質量は約2,300 kg、うち機器は945 kg 直径12 mの展開式の反射鏡とブーム（NASA が提供）。給電部は L帯と S帯で別（NASA・ ISRO） 折りたたみ式の平行平板スロットアレイ（7枚 のパネル）。展開後 5 m × 0.8 m（企業の 公称） 光学の望遠鏡・検出器（衛星ごとの資料の記述） ・Sentinel-2：3枚鏡の望遠鏡（瞳径150 mm 相当）。熱によるひずみを減らすため、プラットフォームに等静的に取り付ける。検出器は可視〜近赤 外が CMOS、短波長赤外が MCT（HgCdTe）で、受動的に195 K 未満に冷やす ・Pleiades：口径65 cm。構造は熱膨張率が非常に小さく軽い炭素系材料。鏡の材料は同じ資料内で Zerodur と SiC の記述がある（確認が必要） ・WorldView-3：主鏡の口径110 cm（資料の記述）

元SVGの説明：概念図（ベクター作図）。上は SAR アンテナの3形式、下は光学望遠鏡の記述です。材料は、各資料に書かれている範囲だけを書いています。

素材技術者の視点①：SAR アンテナは「軽くて、平らで、電気的に安定」

SAR のアンテナは、数メートル〜十数メートルの大きさで、面が精密に平らであることが、電波の位相を整えるために必要です。Sentinel-1 は、放射する導波管に、金属化した炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を使い、「放射の安定性（ラジオメトリックな安定性）が良い」と ESA は説明しています 事実［参考資料1］。軽く、熱で変形しにくい CFRP に、電気を通す金属の層を付けることで、構造材と導波管を兼ねる、という材料の工夫です。NISAR は、直径12 mの展開式の反射鏡とブーム、StriX は7枚の折りたたみ式パネルで、打ち上げ時は小さく畳み、軌道上で展開します。展開後の形状の精度と、繰り返しの熱サイクルでの安定性は、材料の課題です（解説）。本稿では、展開機構や反射面の材料の数値は一次資料で確認できなかったため、扱いません。

光学は地表からの光を受け、雲の影響を受けます。SARは自ら出す電波の反射を観測します。電波の経路は模型で、全ての物質を透過するという意味ではありません。
図9　概念画像（ImageGen生成）。光学は地表からの光を受け、雲の影響を受けます。SARは自ら出す電波の反射を観測します。電波の経路は模型で、全ての物質を透過するという意味ではありません。実際の製品・施設・測定結果・設計寸法ではありません。実物と拡大模型を区別してください。線・矢印・色は説明用です。
素材技術者の視点②：光学望遠鏡は「熱で動かない」ことが命

望遠鏡の鏡と構造は、温度が変わっても形が変わらないことが重要です。ESA は Sentinel-2 の望遠鏡を、熱と力によるひずみを最小にするため等静的に取り付ける、と説明しています 事実［参考資料2］。Pleiades の資料は、構造に熱膨張率が非常に小さく密度の低い炭素系材料を使うと書き、鏡の材料は、同じ資料内で Zerodur（低膨張のガラスセラミックス）と SiC（炭化ケイ素）の記述があり、本稿では確定できませんでした 事実［参考資料9］。鏡の材料の熱膨張・剛さ・軽さ、そして鏡を支える構造の取り付け方が、画像のぼけを決めます。第3章の回折限界に近づくほど、数十ナノメートルの形状の誤差が効いてきます（解説）。

素材技術者の視点③：検出器は「波長」と「冷却」で材料が決まる

Sentinel-2 は、可視〜近赤外には CMOS（シリコン）、短波長赤外には MCT（水銀・カドミウム・テルル）を使います。MCT の検出器は、195 K（約−78 ℃）未満に、受動的に冷やされる、と ESA は説明します 事実［参考資料2］。長い波長を受けるには、バンドギャップの狭い材料が要り、熱雑音を減らすために冷やす必要が出ます（本シリーズ「光検出器」編）。冷却のための放熱板の大きさや、材料の熱の経路が、機体の設計を左右します。Landsat 8 の TIRS は、熱赤外を量子の原理で検出する新しい技術を使うと USGS が書いています 事実［参考資料3］。

未確定の点：まだ確認できなかったこと

本稿では、①SARアンテナの展開機構や反射面（メッシュなど）の材料と寸法精度の数値、②光学衛星の鏡の材料（Pleiades は資料内で記述が分かれる）、③衛星ごとの実際の運用中の分解能の実測、④NISAR の打ち上げ後の分解能の実績値、⑤企業が公称する分解能の第三者による検証、は一次資料で確認できませんでした。

9. 評価・標準の読み方

リモートセンシングの「ものさし」は、分解能の1つの数字では決まりません。①画素の間隔と、広がりの両方、②色や反射の測定の正確さ（放射校正）、③地図に正しく重なるか（位置の精度）、④画像が何の判別に使えるか（NIIRS など）を組み合わせて読みます。標準は、機器の製造のためのものより、データの扱い方に関するものが中心です。

評価項目代表的な試験・評価手法（名称・出典）標準・指針読み方の注意
画素の間隔（GSD）検出器1つの地上での写り（ESA の定義）。WorldView-3 は直下0.31 m、20°傾けて0.34 m 事実各ミッションの資料（Sentinel-2 の解説、eoPortal）［参考資料2・8］事実画素の間隔は、見分けられる細かさではない。直下か斜め視かを確認
光学の伝達（MTF）システムの MTF の値。Pleiades は0.2（システム全体）事実確認できなかった（MTF の測り方を定める標準は確認していない）［参考資料9］MTF は、どの空間周波数での値かを確認する
SAR の分解能距離・アジマスの分解能（斜め距離／地上距離）、スワス、ノイズ等価の後方散乱（NESZ）。Synspective は観測モードごとに公称 事実確認できなかった（SAR の分解能の定義を定める標準番号は確認していない）。式は Moreira らのチュートリアル［参考資料13・11］「解析値」と「実測値」、斜め視の角度、平均の回数を確認
画像の判読性NIIRS：0〜9の10段階。各段階に判別できる作業の基準 事実Civil NIIRS Reference Guide（IRARS 委員会）［参考資料15］事実画像の用途に関する尺度。衛星の分解能の数字から自動的には決まらない
データの扱い（解析準備済みデータ）メタデータ、放射・幾何補正の最小要件。SAR は正規化後方散乱（NRB）、偏波（POL）、海洋後方散乱（ORB）、地理座標の複素データ（GSLC）、干渉（INSAR）、合成後方散乱（CB）の仕様 事実CEOS-ARD 製品群仕様：地表反射率 v5.0.2（2026年5月28日）、地表温度 v5.0.1、水域反射率 v2.0.1、夜間光 v1.0.1、SAR 統合版 v1.3.1（2026年7月11日）［参考資料16］事実CEOS-ARD は「最低限の要件」で、画質の優劣を決める基準ではない。本文は確認していない
材料・アンテナの試験熱真空・展開試験（機体ごと）確認できなかった（衛星のアンテナ・鏡の標準を、本稿では確認していない）地上試験と軌道上の実績は別。熱真空は「宇宙機の熱制御」編を参照
計画・目標企業の計画（例：iQPS は24機を2028年5月までに目指すと述べる。確認日時点で、公式ページの記述）未確定／将来［参考資料17］確認できなかった（標準はない）計画と達成は別

表の整理は本稿の計算（整理）。CEOS の仕様の番号・版・日付は CEOS のページで確認しました（確認日 2026年10月17日）。仕様・指針の本文は確認していません。

読み方の注意（素材技術者向け）

  • 分解能の数字は、定義と条件つきで読みます：画素の間隔・分解セル・斜め視・平均の回数で、同じ「0.3 m」でも意味が違います。
  • 企業の公称と、公的機関の値は別です：Synspective・ICEYE・Planet の数値は企業の公称、Sentinel と Landsat は公的機関の資料です。同じ尺度で優劣を言えません。
  • 地上試験と軌道上の実績は別です：理想式は理論値、「解析値」は設計の見積りです。実際の画像の性能は、軌道上の較正で確認されます。
  • 標準は推奨か要求か、版はどれかを確認してください：CEOS-ARD は最低限の要件の仕様で、バージョンが頻繁に更新されます。

10. 用語集

リモートセンシング
離れた場所から、電磁波で対象を調べること。
光学観測
太陽光の反射を受けて撮る方式（受動）。
SAR（合成開口レーダー）
衛星の移動を使って、仮想の長いアンテナをつくる能動のレーダー。
GSD（地上標本間隔）
画素が地上で何メートルに当たるか。
口径
望遠鏡の鏡やレンズの有効な直径。
回折
光が開口の端で広がる性質。細かさの限界を決める。
レイリーの基準
2点が見分けられる最小の間隔の目安。1.22×波長÷口径（角度）。
MTF
細かい模様がどれだけ保たれて写るかを表す、光学の性能の指標。
パンクロ（PAN）
可視光の広い波長帯をまとめて撮る白黒の画像。
マルチスペクトル
複数の波長帯で別々に撮ること。
プッシュブルーム
検出器の1列が、衛星の動きで地表をなぞる方式。
スワス（観測幅）
1回の観測でおおえる幅。
斜め距離（スラントレンジ）
衛星から地表の点までの直線の距離。
アジマス
衛星の進行方向。
チャープ
周波数が時間とともに変わる電波のパルス。帯域幅の元になる。
帯域幅
パルスが占める周波数の幅。広いほど距離分解能が細かい。
後方散乱
地表から衛星の方へ返ってくる電波の反射。
スペックル
SAR 画像のざらざらした模様。反射の干渉で生じる。
マルチルック
複数の観測を平均してスペックルを減らす処理。
干渉 SAR（InSAR）
2回の観測の位相差から、地面の動きや高さを測る方法。
C帯・X帯・L帯
SAR の電波の周波数帯。波長は約5.5 cm、約3 cm、約24 cm。
NIIRS
画像で何が判別できるかを0〜9で表す尺度。
CEOS-ARD
そのまま解析できるよう処理された衛星データの最低要件の仕様。
MCT（HgCdTe）
水銀・カドミウム・テルルの化合物の赤外検出器の材料。

11. 参考資料（一次情報）

  1. ESA (Copernicus SentiWiki) "S1 Mission"（Sentinel-1 の解説。確認日 2026年10月17日） — sentiwiki.copernicus.eu/web/s1-mission
  2. ESA (Copernicus SentiWiki) "S2 Mission"（Sentinel-2 の解説。確認日 2026年10月17日） — sentiwiki.copernicus.eu/web/s2-mission
  3. USGS "Landsat 8"（ミッションの解説ページ） — usgs.gov/landsat-missions/landsat-8
  4. NASA "NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar)"（ミッションの紹介ページ。確認日 2026年10月17日） — science.nasa.gov/mission/nisar/
  5. NASA (Technical Reports Server) "NASA-ISRO SAR (NISAR) Mission Status"（NTRS 20220004522。2021年） — ntrs.nasa.gov/citations/20220004522
  6. JAXA "About ALOS-4"（ALOS-4 の解説ページ） — eorc.jaxa.jp/ALOS/en/alos-4/a4_about_e.htm
  7. Planet Labs "PlanetScope"（Planet のドキュメント。企業の公式資料） — docs.planet.com/data/imagery/planetscope/
  8. eoPortal (ESA) "WorldView-3"（衛星・センサーの解説。企業の公開情報をまとめたもの） — eoportal.org/satellite-missions/worldview-3
  9. eoPortal (ESA) "Pleiades"（衛星・センサーの解説。CNES・Airbus の公開情報をまとめたもの） — eoportal.org/satellite-missions/pleiades
  10. Synspective Inc. "StriX"（衛星の仕様。企業の公称値。確認日 2026年10月17日） — synspective.com/satellite/satellite-strix/
  11. Synspective Inc. "StriX Data"（観測モードの仕様。企業の公称値・解析値。確認日 2026年10月17日） — synspective.com/data/synspective-sar-data/
  12. ICEYE "SAR data"（企業の公式ページ。分解能25 cmなどは企業の公称。確認日 2026年10月17日） — iceye.com/sar-data
  13. Moreira A. et al. "A tutorial on synthetic aperture radar", IEEE Geosci. Remote Sens. Mag. 1(1), 6-43 (2013), DOI 10.1109/MGRS.2013.2248301 — elib.dlr.de/82313/1/SAR-Tutorial-March-2013.pdf
  14. Alaska Satellite Facility (NASA DAAC) "Introduction to SAR"（ガイド。フォアショートニング、レイオーバー、影、スペックル） — hyp3-docs.asf.alaska.edu/guides/introduction_to_sar/
  15. IRARS Committee (hosted by FAS) "Civil NIIRS Reference Guide"（画像の判読性の尺度。0〜9の10段階） — irp.fas.org/imint/niirs_c/guide.htm
  16. CEOS "CEOS Analysis Ready Data"（製品群仕様の一覧。確認日 2026年10月17日） — ceos.org/ard/
  17. iQPS Inc. "iQPS"（企業の公式ページ。コンステレーション計画の記述。確認日 2026年10月17日） — i-qps.net/en/
  18. Born M., Wolf E. "Principles of Optics", 7th ed., Cambridge University Press (1999)（回折・レイリーの基準の教科書）, DOI 10.1017/CBO9781139644181 — doi.org/10.1017/CBO9781139644181

12. 主張と出典の対応表（監査）

本文の主張根拠区分
Sentinel-1：C帯5.405 GHz、帯域幅0〜100 MHz、アンテナ12.3 m × 0.821 m、金属化CFRPの導波管、高度693 km、質量約2,300 kg（機器945 kg）、IW 250 km・5 m × 20 m、SM 約5 m × 5 m、1A 2014-04-03・1B 2021-12-23以降データなし・1C 2024-12-05・1D 2025-11-04、位相保存、斜めに照射ESA の SentiWiki
出典1 https://sentiwiki.copernicus.eu/web/s1-mission		事実
Sentinel-2：MSI は受動、13バンド（10・20・60 m）、観測幅290 km、高度786 km、3枚鏡・瞳径150 mm相当・等静的取り付け、CMOS と MCT（195 K 未満に受動冷却）、2A 2015・2B 2017・2C 2024-09-05、検出器1つの地上での写りという空間分解能の定義ESA の SentiWiki
出典2 https://sentiwiki.copernicus.eu/web/s2-mission		事実
Landsat 8：2013-02-11、705 km、OLI 30 m・パンクロ15 m、TIRS 100 m、量子の原理を使う新しい熱赤外検出USGS のページ
出典3 https://www.usgs.gov/landsat-missions/landsat-8		事実
NISAR：2025-07-30打ち上げ、L帯24 cm・S帯9.4 cm、科学フェーズ、L帯の暫定データ公開2026-07-20、S帯は ISRO が公開、12日・観測幅240 km超・12 m 展開式反射鏡NASA のページと技術報告（NTRS）
出典4 https://science.nasa.gov/mission/nisar/
出典5 https://ntrs.nasa.gov/citations/20220004522		事実
ALOS-4：2024-07-01・H3 3号機、約3,000 kg、L帯の PALSAR-3、観測幅200 km（ALOS-2は50 km）JAXA のページ
出典6 https://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/alos-4/a4_about_e.htm		事実
Planet Dove：3U、525 km、3 m、2017年に陸地のほぼ毎日の撮像（企業の説明）Planet のドキュメント
出典7 https://docs.planet.com/data/imagery/planetscope/		事実
WorldView-3：2014-08-13、617 km、主鏡110 cm、パンクロ0.31 m（直下）・0.34 m（20°）、観測幅13.1 km。Pleiades：口径65 cm、694 km、0.7 m、MTF 0.2、炭素系構造・鏡材料の記述（Zerodur と SiC）eoPortal（ESA）の衛星解説
出典8 https://www.eoportal.org/satellite-missions/worldview-3
出典9 https://www.eoportal.org/satellite-missions/pleiades		事実
StriX：X帯9.65 GHz、100 kg級、5 m × 0.8 m 折りたたみ式パネル（7枚）、帯域幅最大600 MHz、1 kW、ストリップマップ2.6 m（アジマス）、スライディング・スポットライト0.9 m／0.5 m、スタリング最高0.25 m、スペックル低減の Spotlight Enhanced、最初の衛星は2020年（企業の公称・解析値）Synspective の公式ページ
出典10 https://synspective.com/satellite/satellite-strix/
出典11 https://synspective.com/data/synspective-sar-data/		事実
ICEYE：X帯約9.6 GHz、分解能最高25 cm、最大120,000 km²、雲の粒より波長が長い（企業の公称）ICEYE の公式ページ
出典12 https://www.iceye.com/sar-data		事実
距離分解能 c÷2B、アジマス分解能 d÷2、短いアンテナほど細かい理由、実開口の例Moreira らのチュートリアル論文
出典13 https://elib.dlr.de/82313/1/SAR-Tutorial-March-2013.pdf		事実
スペックル、フォアショートニング・レイオーバー・影の歪みASF の解説
出典14 https://hyp3-docs.asf.alaska.edu/guides/introduction_to_sar/		事実
レイリーの基準（1.22×波長×高度÷口径）光学の教科書（Born と Wolf）
出典18 https://doi.org/10.1017/CBO9781139644181		事実
Civil NIIRS：0〜9の10段階・作業の基準IRARS 委員会の指針
出典15 https://irp.fas.org/imint/niirs_c/guide.htm		事実
CEOS-ARD 製品群仕様の名称・版・日付CEOS のページ
出典16 https://ceos.org/ard/		事実
回折限界（Sentinel-2 約4.3 m、Pleiades 約0.78 m、WorldView-3 約0.41 m）、理想式の距離分解能（1.5 m・0.25 m）、アジマス（6.15 m・2.5 m）、実開口 約3.6 km（距離577 km仮定）、地上距離の分解能 0.23÷sin30°＝0.46 m、図の曲線本稿の計算（Python。波長600 nm、665 nm など上記の仮定による）本稿の計算
SAR アンテナの展開機構や反射面の材料と精度の数値、Pleiades の鏡の材料の確定、実運用での分解能の実測、NISAR の打ち上げ後の分解能、企業の公称分解能の第三者検証本稿の調査範囲では確認できなかったため記載していない（解説）解説
「分解能は1つの数字ではない」「画素は回折限界より細く取られうる」「SAR は短いアンテナほど細かい」「CFRP に金属層で構造と導波管を兼ねる」「光学望遠鏡は熱で動かないことが命」という読み取り・説明公表内容にもとづく本記事の整理・解説解説

最終更新：2026年10月17日／出典は一次情報（ESA・USGS・NASA・JAXA・CEOS・IRARS の公式資料、論文、企業の公式ページ、ESA の eoPortal）に限定しています。企業の公称値は企業の主張として扱い、優劣は論じていません。数値の計算例は本稿の説明用で、実在の衛星の設計値ではありません。SAR アンテナの展開機構・反射面の材料、Pleiades の鏡の材料、実運用での分解能の実測は、確認できなかったため記載していません。図は説明用の概念図または本稿の計算を含む作図で、図1と図9はAI画像の枠（画像は未設置）です。