SARとは
SAR（Synthetic Aperture Radar / 合成開口レーダー）は、衛星自身がマイクロ波パルスを地表に向けて照射し、跳ね返ってきた信号（バックスキャッター）を受信して画像を生成する能動型センサー。光学衛星が太陽光の反射を受動的に撮影するのとは根本的に異なり、昼夜・天候を問わず観測できるのが最大の強み。
「合成開口」の意味
高解像度のレーダー画像を得るには巨大なアンテナが必要になる（C-bandで10m解像度を得るには約4,250mのアンテナが必要）。これは物理的に不可能なので、SARは衛星の移動を利用する。短いアンテナで複数回の観測を行い、信号を合成処理することで「仮想的に巨大なアンテナ」を作り出す。これが「合成開口（Synthetic Aperture）」の意味。
出典: NASA Earthdata — SAR / Wikipedia — Synthetic-aperture radar
SAR vs 光学衛星
| 比較項目 | SAR | 光学衛星 |
|---|---|---|
| センサー方式 | 能動型（自らマイクロ波を照射） | 受動型（太陽光の反射を受信） |
| 夜間観測 | 可能 | 不可能 |
| 雲の影響 | マイクロ波は雲を透過 → 全天候対応 | 雲があると撮影不可 |
| 植生透過 | L-bandは森林の樹冠を透過可能 | 表面しか見えない |
| 画像の見た目 | グレースケール、スペックルノイズあり | 自然色に近い、直感的に理解しやすい |
| 解釈の難しさ | 専門知識が必要 | 一般人でも理解しやすい |
SARの最大の強みは「昼夜・天候を問わない観測能力」。台風や豪雨の最中でも雲の下の状況を把握できるのは、光学衛星にはない決定的な優位性。
周波数バンドの違い
SARは使用する周波数（波長）によって特性が大きく異なる。
| バンド | 周波数 | 波長 | 特徴・用途 |
|---|---|---|---|
| X-band | 8-12 GHz | 2.4-3.8 cm | 最高解像度（25cmまで可能）。都市・インフラ監視、船舶検出。植生透過は限定的 |
| C-band | 4-8 GHz | 3.8-7.5 cm | 最も広く使われる。解像度と透過性のバランスが良い。農業、洪水、氷、油流出。Sentinel-1が代表 |
| L-band | 1-2 GHz | 15-30 cm | 森林の樹冠を透過。土壌水分、バイオマス推定、地盤沈下。ALOS-2/ALOS-4が代表 |
| S-band | 2-4 GHz | 7.5-15 cm | 農業モニタリング（NovaSAR-1等） |
| P-band | 0.3-1 GHz | 30-100 cm | 実験的。バイオマス評価（ESA BIOMASS衛星） |
一般則: 波長が長いほど透過力が強い（植生・土壌を通過）が、解像度は低下する。
出典: NASA Earthdata — SAR / Eartheye Space — Understanding SAR Bands
主要SAR衛星10機種の比較（2025-2026年）
| 衛星 | 国 | バンド | 最高解像度 | 機数 | 特徴 |
|---|---|---|---|---|---|
| ICEYE | フィンランド | X | 25cm（Gen4: 16cm） | 60機超 | 世界最大のSAR衛星群 |
| Capella Space | 米国 | X | 25cm | 約16機 | 36機に拡大予定 |
| Umbra | 米国 | X | 25cm（将来15cm） | 8機 | 2030年までに32機 |
| Sentinel-1 | EU（ESA） | C | 5m | 3機 | データ無料公開。6日リビジット |
| RADARSAT-CM | カナダ | C | 3m | 3機 | カナダ国土を毎日撮影 |
| TerraSAR-X/TanDEM-X | ドイツ | X | 25cm | 2機 | 編隊飛行で高精度DEM生成 |
| COSMO-SkyMed | イタリア | X | ~1m | 5-6機 | 第2世代に移行中 |
| ALOS-4「だいち4号」 | 日本（JAXA） | L | 3m | 1機 | 世界最高のL-band解像度。スワス幅200km |
| Synspective StriX | 日本 | X | — | 7機 | 30機規模を目指す。防衛省事業にも参画 |
| QPS研究所 iQPS | 日本 | X | — | 15機 | 36機完成時に平均10分間隔で全球観測 |
注目ポイント
ICEYEは60機超を運用する世界最大のSAR衛星群。Gen4衛星ではアンテナサイズを2倍にし、16cm解像度を実現。
ALOS-4「だいち4号」（2024年7月打ち上げ）は世界初のデジタルビームフォーミング技術を宇宙で実証し、L-bandで200kmの広域スワス幅と3m解像度を両立。
日本勢ではSynspective（7機）とQPS研究所（15機）がX-band小型SAR衛星の量産体制を構築中。両社とも防衛省の衛星コンステレーション事業に参画している。
出典: eoPortal — ICEYE / JAXA — ALOS-4 / Synspective — StriX / iQPS — Project
InSAR（干渉SAR）— ミリメートル精度の地盤変位検出
InSAR（Interferometric SAR）は、同じ地域の2枚のSAR画像を異なる時期に取得し、その位相差を解析する技術。2つの画像を「干渉」させることでインターフェログラム（縞模様の地図）が生成され、地表の変位がわかる。
特徴
- ミリメートル精度で地表変動を検出
- 数千km²の広域を一度にカバー
- 数日〜数年スパンの変形を追跡可能
主な用途
- 地盤沈下: 地下水や石油の汲み上げによる地盤低下の測定
- 地震: 地震前後の地殻変動の把握
- 火山活動: マグマの動きによる地表膨張の監視
- インフラ: 橋梁・ダム・建物の微小変形の検出
従来のGPS観測やレベリングと比較して、InSARは広範囲を一括モニタリングでき、コスト対効果比が高い。
出典: USGS — InSAR
活用事例
| 分野 | 活用内容 |
|---|---|
| 災害監視 | 洪水・地震・津波の被害範囲把握。全天候・昼夜対応が強み |
| 海洋監視 | 船舶の追跡・検出、違法漁業の監視、海上交通の安全管理 |
| 農業 | 作物モニタリング、収量推定、土壌水分測定、灌漑最適化 |
| インフラ監視 | InSARによるミリメートル単位の地盤沈下検出 |
| 防衛・安全保障 | 偵察・監視、ターゲット検出。天候に左右されない信頼性 |
| 油流出検出 | 海面上の油膜検出。取得後1-3時間でデータ提供可能 |
出典: ICEYE — Use Cases / Dragonfly Aerospace — 7 Applications of SAR
SAR画像の価格帯
| カテゴリ | 価格目安 |
|---|---|
| 高解像度Spotlight（25cm-1m） | $15-50/km²（1シーンあたり約$3,300） |
| 中解像度（5-20m） | $5-20/km² |
| 商用小型SAR（新世代） | $1-5/km²（価格低下傾向） |
| Sentinel-1（Copernicus） | 無料 |
ICEYE、Capella、Umbra等の大手は公開価格表を持たず、プロジェクトごとのカスタム見積もり。Spotlightモードはstripmapの約1.5-2倍。アーカイブ画像は新規タスキングより安価。
出典: LAND INFO — Satellite Imagery Pricing / OnGeo Intelligence — Pricing Guide 2025
無料SARデータソース
| ソース | 内容 |
|---|---|
| Copernicus Data Space | Sentinel-1全データ無料。C-band SAR。商用利用可 |
| ALOS-2 Open and Free Data | ALOS-2 Level 1.1データ無料 |
| Alaska Satellite Facility（ASF） | 40年以上のSARアーカイブ（10PB超）。Sentinel-1含む |
| NASA Earthdata | NASA ESDS経由で無料SARデータ提供 |
まとめ
SARは「雲の下を見る目」として、光学衛星では不可能な全天候型の地球観測を実現する技術。2025-2026年時点で以下のトレンドが顕著。
- 解像度の急速な向上 — ICEYEのGen4が16cm、Umbraが15cmを目指す。商用SARの解像度は光学衛星に迫りつつある
- コンステレーション化 — ICEYE 60機超、QPS研究所 36機（目標）など、大規模な衛星群による高頻度リビジットが実現
- 日本勢の存在感 — ALOS-4（世界最高のL-band）、Synspective、QPS研究所と、政府・民間の両面でSAR衛星開発が活発
参考とした記事:
- NASA Earthdata — SAR
- ICEYE — Beginner’s Guide to SAR
- Capella Space — SAR 101
- Eartheye Space — Understanding SAR Bands
- eoPortal — ICEYE
- eoPortal — ALOS-4
- eoPortal — Capella
- eoPortal — Umbra
- Synspective — StriX Constellation
- iQPS — Project
- USGS — InSAR
- LAND INFO — Satellite Imagery Pricing
- Copernicus Data Space
- Alaska Satellite Facility
