ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2024, № 8 · ИНФОРМАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА

Обнаружение сдвигов земной поверхности с помощью однопозиционного РСА космического базирования в режиме переднебокового обзора

М.И. Бабокин1,2, П.Е. Шимкин1

1 Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия
2 АО «АЭРОКОН», Жуковский, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2024.8.10 УДК 621.396.96 EDN KWXLKP

Аннотация

Рассмотрены особенности построения и основные характеристики радиолокационного интерферометрического комплекса дистанционного зондирования Земли на базе однопозиционного космического радиолокатора с синтезированной апертурой антенны, работающего в режиме переднебокового наблюдения. Проверена работоспособность предложенного подхода к построению системы для точного обнаружения подвижек земной поверхности по реальным радиоголограммам, полученным в ходе экспериментальных полетов и открытым радиолокационным данным. Показано, что представленный в работе радиолокационный метод дифференциальной интерферометрии с применением предлагаемой схемы зондирования поверхности Земли позволяет с высокой детальностью и точностью измерять подвижки земной поверхности, как на коротких, так и протяжённых временных интервалах. Продемонстрирована возможность использования предлагаемой схемы построения интерферометрического комплекса с одним радиолокатором на орбите для решения задач получения дополнительной информации о состоянии поверхности Земли. Приведены первые экспериментальные результаты по обнаружению и отображению на двумерных радиолокационных изображениях дифференциальных подвижек подстилающей поверхности путём применения многомерной разностно-фазовой обработки парных сигналов методом дифференциальной интерферометрии с помощью однопозиционного радиолокатора с синтезированной апертурой антенны космического базирования, работающего в режиме переднебокового обзора.

  • метод дифференциальной интерферометрии
  • радиолокатор с синтезированной апертурой антенны
  • интерферометрический радиолокатор
  • земная поверхность
  • результаты эксперимента
Abstract (in English)

Detection shift of the Earth's surface with space-based SAR in a single-pass squint technique

The design features and main characteristics of a radar interferometric complex for remote sensing of the Earth based on a space-based radar with a synthetic aperture antenna operating in a squint single-pass technique are considered. The performance of the proposed approach to design a system for accurately detecting movements of the earth's surface using raw radar data obtained during experimental flights and open radar data was tested. It is shown that the radar method of differential interferometry presented in the work using the proposed scheme for sensing the Earth's surface makes it possible to measure movements of the Earth's surface with high detail and accuracy, both over short and long time intervals. The possibility of using the proposed scheme for constructing an interferometric complex with one radar in orbit to solve the problems of obtaining additional information about the state of the Earth's surface has been demonstrated. positional space-based SAR operating in the frontal viewing mode. The first experimental results are presented on the detection and display of differential movements of the underlying surface on two-dimensional radar images by using multidimensional difference-phase processing of paired signals using the method of differential interferometry using a single-position radar with a space-based synthetic aperture antenna operating in a squint single-pass technique.

Для цитирования

Бабокин М.И., Шимкин П.Е. Обнаружение сдвигов земной поверхности с помощью однопозиционного РСА космического базирования в режиме переднебокового обзора // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.8.10

Литература

  1. Кондратенков Г. С., Фролов А. Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. Учебное пособие для вузов/ Под. ред. Г. С. Кондратенкова. - М.: Радиотехника, 2005. - С. 368.
  2. Школьный Л. А. и др. Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрирование радиолокационных изображений. - М.: изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008. - C. 531.
  3. Верба В. С. и др. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования; - М.: Радиотехника, 2010. - C. 680 с.
  4. Бабокин М. И. Авиационные и космические комплексы дистанционного зондирования Земли с интерферометрической обработкой многомерных сигналов: дис. - ГУП НПЦ "Спрут", 2010. - С. 336.
  5. Захаров А. И. Методы дистанционного зондирования земли радарами с синтезированной апертурой: дис. - ИРЭ РАН, 2013. - С. 370.
  6. Moreira A. et al. A tutorial on synthetic aperture radar // IEEE Geoscience and remote sensing magazine. - 2013. - Т. 1. - №. 1. - С. 6-43.
  7. Ouchi K. Recent trend and advance of synthetic aperture radar with selected topics // Remote Sensing. - 2013. - Т. 5. - №. 2. - С. 716-807.
  8. Fornaro G., Pascazio V. SAR interferometry and tomography: Theory and applications // Academic Press Library in Signal Processing. - Elsevier, 2014. - Т. 2. - С. 1043-1117.
  9. Бабокин М. И. и др. Однопроходный интерферометр при переднебоковом обзоре // Радиотехника. - 2014. - №. 7. - С. 16-20.
  10. Шимкин П. Е., Бабокин М. И., Баскаков А. И. Исследование точности однопроходного переднебокового РСА интерферометра при измерении рельефа поверхности Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2017. - Т. 14. - №. 5. - С. 103-112.
  11. Шимкин П. Е., Баскаков А. И., Бабокин М. И. Способ измерения рельефа поверхности Земли. Патент РФ 2643790. Рег. 06.02.2018.
  12. Ka M. H. et al. A new single-pass SAR interferometry technique with a single-antenna for terrain height measurements // Remote Sensing. - 2019. - Т. 11. - №. 9. - С. 1070.
  13. Бабокин М.И., Шимкин П.Е. Применение РСА космического базирования в режиме однопроходного переднебокового обзора для томографического исследования Земли // Современные проблемы ДЗЗ из космоса. 2023. № 2. - С. 49-59.