XXIV.A.167
Метод томографического наблюдения Земли с помощью РСА переднебокового обзора для оценки структуры объемного коэффициента отражения
Шимкин П.Е. (1), Бабокин М.И. (1)
(1) Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия
Рассмотрены особенности построения и основные характеристики томографического комплекса на базе однопозиционного космического радиолокатора с синтезированной апертурой антенны (РСА), работающего в режиме переднебокового наблюдения Земли за один проход. Определены условия функционирования и требования к информационному обеспечению системы многоканальной обработки сигналов. Проверена работоспособность предложенного подхода по реальным сигналам двух диапазонов длин волн, полученных в ходе экспериментальных полётов. Рассматриваемый в работе томографический РСА (ТРСА) позволяет производить оперативную четырёхмерную оценку за один проход носителя без необходимости во второй приёмной антенне. Описывается алгоритмическая реализация многомерной обработки парных сигналов, проверка и отладка которой осуществлены по реальным радиоголограммам. Особенностью при таком построении ТРСА становится возможность использования одного увеличенного интервала синтезирования с разбиением на подынтервалы для организации пространственного разнесения многопарных приёмных апертур с целью осуществления многомерных разностно-фазовых радиолокационных измерений. Продемонстрирована возможность использования предлагаемой схемы построения томографического комплекса с РСА при решении задач получения дополнительной информации о состоянии поверхности Земли. Приведены первые экспериментальные результаты по отображению слоистых неоднородностей подстилающей поверхности путём применения многомерной разностно-фазовой обработки парных сигналов с помощью однопроходного РСА, работающего в режиме переднебокового обзора.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 26-79-00114, https://rscf.ru/project/26-79-00114/.
Ключевые слова: радиолокатор с синтезированной апертурой антенны (РСА), томографический РСА, многомерная обработка сигналов, сложная земная поверхность, результаты
эксперимента
Литература:
- Бабокин М.И. Авиационные и космические комплексы дистанционного зондирования Земли с интерферометрической обработкой многомерных сигналов: дис. … д-ра техн. наук. М., 2010. 336 с.
- Бабокин М.И., Шимкин П.Е. Применение РСА космического базирования в режиме однопроходного переднебокового обзора для томографического исследования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. C. 49–59. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-49-59.
- Турук В.Э., Верба В.С., Голованова М.В. и др. РСА «Стриж» для малых космических аппаратов «Кондор-Э» // Современные проблемы ДЗЗ из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 69 – 83. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-69-83
- Fornaro G., Pascazio V. SAR interferometry and Tomography: Theory and Applications // Academic Press Library in Signal Processing. 2014. V. 2. P. 1043–1117. DOI: 10.1016/B978-0-12-396500-4.00020-X.
- Fornaro G., Lombardini F., Serafino F. Three-dimensional multipass SAR focusing: experiments with longterm spaceborne data // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2005. V. 43. No. 4. P. 702–714. DOI: 10.1109/TGRS.2005.843567.
- Ka M.-H., Shimkin P.E., Baskakov A. I., Babokin M. I. A New Single-Pass SAR Interferometry Technique with a Single-Antenna for Terrain Height Measurements // Remote Sensing. 2019. V. 11. No. 9. Art. No. 1070. DOI: 10.3390/rs11091070.
- Khoshnevis S.A., Ghorshi S. A tutorial on tomographic synthetic aperture radar methods // SN Applied Sciences. 2020. V. 2. Art. No. 1504. DOI: 10.1007/s42452-020-03298-6.
- Moreira A., Prats-Iraola P., Younis M., Krieger G., Hajnsek I., Papathanassiou K.P. A tutorial on synthetic aperture radar // IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. 2013. V. 1. No. 1. P. 6–43. DOI: 10.1109/MGRS.2013.2248301.
- Ouchi K. Recent trend and advance of synthetic aperture radar with selected topics // Remote Sensing. 2013. V. 5. No. 2. P. 716–807.
- Ponce O., Prats-Iraola P., Scheiber R., Reigber A., Moreira A. First Airborne Demonstration of Holographic SAR Tomography with Fully Polarimetric Multicircular Acquisitions at L-Band // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2016. V. 54. No. 10. P. 6170–6196. DOI: 10.1109/TGRS.2016.2582959.
Презентация доклада
Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных