[go: up one dir, main page]

RU2597148C1 - Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar - Google Patents

Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar Download PDF

Info

Publication number
RU2597148C1
RU2597148C1 RU2015109952/28A RU2015109952A RU2597148C1 RU 2597148 C1 RU2597148 C1 RU 2597148C1 RU 2015109952/28 A RU2015109952/28 A RU 2015109952/28A RU 2015109952 A RU2015109952 A RU 2015109952A RU 2597148 C1 RU2597148 C1 RU 2597148C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
speed
angle
site
radar
measuring
Prior art date
Application number
RU2015109952/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Переслегин
Заур Анверович Халиков
Александр Иванович Коваленко
Виктор Владимирович Риман
Бертран Жорж Альбер Шапрон
Владимир Николаевич Кудрявцев
Дмитрий Владимирович Шилов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный гидрометеорологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный гидрометеорологический университет"
Priority to RU2015109952/28A priority Critical patent/RU2597148C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597148C1 publication Critical patent/RU2597148C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar.
SUBSTANCE: method of measuring vector field speed of extended surface relates to radar location of Earth's surface from spacecrafts and can be used for simultaneous formation of brightness and vector-speed portraits of river and ocean currents with required spatial resolution and binding to area coordinates. Method is suitable for use in two known versions of radar speed measurement - interference and Doppler, that is, in normal SAR and ISAR with longitudinal antenna base.
EFFECT: technical result is simultaneous use of two beams, symmetrically deflected at angle of ±β from traverse, that enables using projections of tangential and radial velocity components of reflector on both beams, as well as aperture synthesis algorithms properties, to calculate both speed components for each of allowable sites in wide area by range.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации поверхности Земли с летательных аппаратов и может быть использовано для формирования скоростных портретов протяженной поверхности - океанских и речных течений. Различные алгоритмы обработки сигнала, принятого антенной радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА), обеспечивают не только высокое пространственное разрешение rx по продольной оси (оси перемещения антенны), но и возможность раздельного формирования яркостного и скоростного радиолокационных изображений (РЛИ). При этом свойства синтезирующего алгоритма не должны препятствовать формированию «четырехмерного» радиолокационного изображения местности, где на обычную (яркостную) картину, отображающую положение неподвижных (природных и искусственных) объектов накладывается изображение движущихся объектов. Направление движения обычно обозначается ориентированной по странам света стрелкой, а модуль скорости - цветом. Подобная задача относится и к формированию в РСА изображений морских и речных течений на фоне береговой линии и стационарных объектов на суше.The invention relates to radar surface of the Earth from aircraft and can be used to form high-speed portraits of an extended surface - ocean and river currents. Various algorithms for processing the signal received by a synthetic aperture radar antenna (SAR) provide not only a high spatial resolution r x along the longitudinal axis (axis of movement of the antenna), but also the possibility of separate formation of brightness and high-speed radar images. At the same time, the properties of the synthesizing algorithm should not impede the formation of a “four-dimensional” radar image of the area, where the image of moving objects is superimposed on the usual (brightness) picture showing the position of stationary (natural and artificial) objects. The direction of movement is usually indicated by an arrow oriented to the countries of the world, and the speed module by color. A similar problem also relates to the formation in SAR of images of sea and river currents against the background of the coastline and stationary objects on land.

В работах [1, 2] предлагаются способы обработки, позволяющие определять вектор скорости локального отражателя с самолета,- но только при высоких значениях скорости, достаточных для смещения отражателя на десятки элементов продольного и поперечного разрешения за время синтезирования. Известны и способы обработки сигналов в РСА, позволяющие измерять малые скорости объектов на поверхности Земли. В том числе способ, позволяющий восстанавливать радиальную скорость морских мезомасштабных течений по смещению медианы доплеровского спектра [3, 4]. В этом случае измеряемая скорость составляет (1-100) см/с, и для ее измерения необходимо накапливать отсчеты сигнала на километровых площадках, включающих несколько тысяч независимых элементов разрешения. Разработан и введен в действие космический аппарат TerraSAR-X, использующий интерферометр с продольной антенной базой [5] для формирования скоростных портретов при малых скоростях объектов с лучшим пространственным разрешением - но только для радиальной составляющей скорости. В работе [6] рассматривались различные аспекты и особенности интерференционного метода. Имеются и патенты [7, 8], где радиальная составляющая скорости измеряется в интерференционном РСА (ИРСА) с продольной базой при традиционном (разностно-фазовом) алгоритме синтеза. Разностно-частотный алгоритм синтеза для ИРСА предложен в недавно полученном патенте [9], где осуществляется некая оптимизации алгоритма обработки при формировании скоростного портрета поверхности, но опять-таки для радиальной составляющей скорости.In [1, 2], processing methods are proposed that make it possible to determine the velocity vector of a local reflector from an airplane, but only at high speeds sufficient to shift the reflector by dozens of longitudinal and transverse resolution elements during the synthesis. There are also known methods of signal processing in SAR, which make it possible to measure low speeds of objects on the Earth's surface. Including a method that allows to restore the radial velocity of marine mesoscale currents from the displacement of the median of the Doppler spectrum [3, 4]. In this case, the measured speed is (1-100) cm / s, and for its measurement it is necessary to accumulate signal samples on kilometer-long platforms, including several thousand independent resolution elements. The TerraSAR-X spacecraft was developed and put into operation, using an interferometer with a longitudinal antenna base [5] to form high-speed portraits at low speeds of objects with better spatial resolution - but only for the radial component of the velocity. In [6], various aspects and features of the interference method were considered. There are also patents [7, 8], where the radial component of the velocity is measured in the interference SAR (IRSA) with a longitudinal base using the traditional (differential-phase) synthesis algorithm. The difference-frequency synthesis algorithm for IRSA was proposed in a recently obtained patent [9], where a certain optimization of the processing algorithm is performed when forming a high-speed portrait of the surface, but again for the radial component of the velocity.

В данной заявке предлагается двухлучевой способ, позволяющий измерять обе составляющие скорости при использовании различных алгоритмов обработки сигнала. Сам же по себе многолучевой способ векторных радиолокационных измерений известен - например, он издавна применяется в космических СВЧ скаттерометрах при измерении вектора скорости ветра над морской поверхностью, используя пространственную анизотропию морских волн [10].This application proposes a two-beam method that allows you to measure both components of the speed when using various signal processing algorithms. The multibeam method of vector radar measurements is itself known - for example, it has long been used in space microwave scatterometers when measuring the wind velocity vector above the sea surface using spatial anisotropy of sea waves [10].

Прототипом предлагаемого метода может служить патент [8] для ИРСА.The prototype of the proposed method can serve as a patent [8] for IRSA.

В работе [6] показано, что азимутальный отклик скоростного канала ИРСА, в первом приближении и без использования оптимизации [9], имеет вид:In [6], it was shown that the azimuthal response of the IRSA velocity channel, to a first approximation and without using optimization [9], has the form:

Figure 00000001
Figure 00000001

где U0 - амплитуда сигнала при реальной (несинтезированной) апертуре; N=Lx/WxTr - число когерентно накапливаемых импульсов при размере синтезированной апертуры Lx, скорости аппарата Wx и периоде следования импульсов Tr; rx=λRn/Lx - продольная (азимутальная) разрешающая способность при длине волны сигнала λ и наклонной дальности Rn визируемой площадки; xV=VyRn(sinγn)/Wx - пространственный сдвиг, обусловленный радиальной скоростью Vy площадки, визируемой под углом γn; ψn=arctg(2πfdyTr) - регистрируемый фазовый сдвиг внутри амплитудного пика, где fdy=2Vysinγn/λ - радиальный доплеровский сдвиг. При измерении малых скоростей с космического аппарата допустимо принять sinψn: ψn=2πfdyTr. Видно, что измеряемая скорость Vy в данном случае влияет как на фазу синтезированного сигнала, так и на его пространственный (азимутальный) сдвиг. При типовых значениях Tr=(0,1-0,3)·10-3 с для космического ИРСА и малых измеряемых скоростей Vy<3 м/с доплеровский сдвиг не превышает 100 Гц, а фазовый не превышает 10 град. Что же касается пространственного сдвига, то в данных условиях он значителен, составляя ~200 м при скорости Vy=3 м/с. Это означает, что пренебречь им можно, измеряя скорость слабых течений при соответствующем азимутальном разрешении (rx>>xV).where U 0 is the signal amplitude at a real (non-synthesized) aperture; N = L x / W x T r - the number of coherently accumulated pulses at the size of the synthesized aperture L x , the apparatus velocity W x and the pulse repetition period T r ; r x = λR n / L x is the longitudinal (azimuthal) resolution at the wavelength of the signal λ and the slant range R n of the sighted area; x V = V y R n (sinγ n ) / W x - spatial shift due to the radial velocity V y of the site, sighted at an angle γ n ; ψ n = arctan (2πf dy T r ) is the detected phase shift inside the amplitude peak, where f dy = 2V y sinγ n / λ is the radial Doppler shift. When measuring low velocities from a spacecraft, it is permissible to take sinψ n : ψ n = 2πf dy T r . It can be seen that the measured velocity V y in this case affects both the phase of the synthesized signal and its spatial (azimuthal) shift. At typical values of T r = (0,1-0,3) · 10 -3 s for space and small Irsay measured speeds V y <3 m / s the Doppler shift is less than 100 Hz, and the phase does not exceed 10 degrees. As for the spatial shift, under these conditions it is significant, amounting to ~ 200 m at a speed of V y = 3 m / s. This means that it can be neglected by measuring the velocity of weak currents with the corresponding azimuthal resolution (r x >> x V ).

Формирование яркостного РЛ изображения в РСА или ИРСА определяется экспоненциальным множителем в выражении (1), который может быть представлен в функции пространственной координаты (x), а также временной координаты (t=x/Wx) и частотной координаты (f=2xWx/λRn). В последнем случае амплитудный пик в выражении (1) выглядит следующим образом:The formation of the luminance radar image in the SAR or IRS is determined by the exponential factor in expression (1), which can be represented as a function of the spatial coordinate (x), as well as the time coordinate (t = x / W x ) and frequency coordinate (f = 2xW x / λR n ). In the latter case, the amplitude peak in expression (1) is as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

где величина

Figure 00000003
играет роль разрешающей способности по частоте. Таким образом, можно измерить сдвиг fdy и без помощи интерферометра, что известно из работ [3, 4].where is the value
Figure 00000003
plays the role of frequency resolution. Thus, the shift f dy can be measured without the help of an interferometer, as is known from [3, 4].

Для измерения обеих составляющих вектора скорости предлагается использовать азимутальный разворот плоскости излучения на небольшой угол (β~15°), т.е. искусственный угол сноса. Решение заключается в формировании двух лучей, на каждый из которых проектируются как измеряемые скорости отражателя (Vx, Vy), так и подлежащие компенсации скорость аппарата (Wx) и скорость вращения Земли (WE) (фиг. 1). Как следует из фиг. 1, суммарные радиальные доплеровские сдвиги с учетом скорости аппарата Wx и скорости вращения Земли WE=WE0 cosα (WE0=462 м/с, α - широта места) - для левого и правого лучей антенны составляютTo measure both components of the velocity vector, it is proposed to use the azimuthal rotation of the radiation plane by a small angle (β ~ 15 °), i.e. artificial angle of demolition. The solution consists in the formation of two beams, each of which is projected both the measured speed of the reflector (V x , V y ), and the compensated speed of the apparatus (W x ) and the speed of rotation of the Earth (W E ) (Fig. 1). As follows from FIG. 1, the total radial Doppler shifts taking into account the speed of the vehicle W x and the Earth's rotation speed W E = W E0 cosα (W E0 = 462 m / s, α is the latitude of the place) - for the left and right beams of the antenna are

Figure 00000004
Figure 00000004

Введем компенсацию скорости вращения Земли WE и скорости аппарата Wx путем соответствующих частотных сдвигов сигнала в левом и правом приемных каналах:We introduce the compensation of the Earth's rotation speed W E and the vehicle speed W x by means of the corresponding frequency shifts of the signal in the left and right receiving channels:

Figure 00000005
и
Figure 00000006
.
Figure 00000005
and
Figure 00000006
.

Тогда, в соответствии с выражением (2), на выходах двух независимых каналов ИРСА получим фазовые сдвигиThen, in accordance with expression (2), at the outputs of two independent IRSA channels, we obtain phase shifts

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Складывая и вычитая эти сдвиги, можно получить обе составляющие скорости для каждой площадки с достижимой точностью при заданном разрешении:Adding and subtracting these shifts, you can get both speed components for each site with achievable accuracy at a given resolution:

Figure 00000009
Figure 00000009

Имеются и определенные ограничения. Задержка во времени между измерениями в двух лучах составляет

Figure 00000010
, что в космических условиях составляет ~30 с, т.е. на два порядка превышает время синтеза. При малой скорости площадки, когда соблюдается условие Vx<rx/Δt, данный метод, по-видимому, позволяет измерить вектор скорости течения. Расчеты показывают, что современный космический ИРСА сможет измерить вектор скорости течения с точностью ~3 см/с - при достижимом в этом случае размере симметричной площадки d=rx~100 м [6]. Такие параметры являются намного лучшими по сравнению с параметрами, реализованными с использованием сдвига доплеровского спектра в РСА [3].There are certain restrictions. The time delay between measurements in two beams is
Figure 00000010
, which under cosmic conditions is ~ 30 s, i.e. two orders of magnitude longer than the synthesis time. At a low site velocity, when the condition V x <r x / Δt is met, this method, apparently, allows us to measure the current velocity vector. Calculations show that a modern space-based IRSA will be able to measure the current velocity vector with an accuracy of ~ 3 cm / s - with the achievable size of a symmetrical area d = r x ~ 100 m [6]. Such parameters are much better than those implemented using the shift of the Doppler spectrum in SAR [3].

Тем не менее, предлагаемый двухлучевой метод выгоден для использования не только в ИРСА, но и в обычном РСА. Помимо рассмотренного эффекта, т.е. измерения обеих составляющих скорости вместо одной, оказывается ненужным сравнение измеренного доплеровского сдвига со сдвигом неподвижной площадки, ибо эту роль выполняет второй луч антенны. В этом случае, используя выражение (3) при такой же компенсации скоростей аппарата (Wx) и вращения Земли (WE), находим для левого и правого лучей их суммарный и разностный доплеровские сдвиги:

Figure 00000011
,
Figure 00000012
, а затем - составляющие скоростиNevertheless, the proposed two-beam method is advantageous for use not only in IRSA, but also in conventional PCA. In addition to the effect considered, i.e. Comparison of both components of the speed instead of one, it turns out to be unnecessary to compare the measured Doppler shift with the shift of a fixed site, because the second beam of the antenna plays this role. In this case, using expression (3) with the same compensation of the speeds of the vehicle (W x ) and the rotation of the Earth (W E ), we find for the left and right beams their total and difference Doppler shifts:
Figure 00000011
,
Figure 00000012
and then the components of speed

Figure 00000013
Figure 00000013

Функциональная схема предлагаемого способа измерений вектора скорости течений в РСА представлена фиг. 2, где обозначены: 1 - двухлучевая антенна, 2 - смесители левого и правого каналов; 3 - синтезаторы левого и правого каналов; 4 - генератор опорного сигнала; 5 - вычислители выходных параметров левого и правого каналов; 6 - вычислитель измеряемых параметров с формированием азимутальной строки яркостного и скоростного изображений; 7 - многомерный дисплей; 8 - временной синхронизатор; 9 - датчик навигационных параметров, 10 - ввод навигационных параметров, 11 - ввод заданных параметров РЛ изображения.The functional diagram of the proposed method for measuring the current velocity vector in the SAR is presented in FIG. 2, where are indicated: 1 - two-beam antenna, 2 - mixers of the left and right channels; 3 - synthesizers of the left and right channels; 4 - reference signal generator; 5 - calculators of the output parameters of the left and right channels; 6 - calculator of the measured parameters with the formation of the azimuthal line of the brightness and speed images; 7 - multidimensional display; 8 - time synchronizer; 9 - sensor navigation parameters, 10 - input navigation parameters, 11 - input preset parameters of the radar image.

Формирование азимутальной строки яркостного и векторно-скоростного изображений происходит следующим образом. Сигналы от двухлучевой антенны (1) поступают в смесители (2), где им придаются компенсирующие частотные сдвиги FE и Fx. Затем каждый из этих сигналов поступает на синтезатор (3), куда также поступает опорный сигнал от генератора (4). Затем в каждом из каналов вступает в действие вычислитель (5), вырабатывающий видеосигналы с амплитудами, пропорциональными амплитуде и доплеровскому сдвигу отклика движущейся площадки. В результате для левого и правого лучей образуются по две пары сигналов, определяющих, помимо интенсивности отраженного сигнала, модуль и направление скоростного вектора. В вычислителе (6) производится разделение составляющих скорости (Vx, Vy), их калибровка, калибровка интенсивности сигнала и формирование строки яркостного и скоростного изображений с учетом задержки при зондировании одной и той же площадки левым и правым лучами. Сформированные таким образом сигналы поступают на многомерный дисплей (7), тем или иным способом отображающий одновременно интенсивность (яркость) каждого элемента изображения, величину и направление скорости элемента. Для обеспечения согласованности и точности измерений служат временной синхронизатор (8) и датчик навигационных параметров (9), управляющие азимутальной разверткой дисплея, меняющимися по дальности задержкой Δt, частотой опорного сигнала и вырабатывающие частотные сдвиги FE и Fx. При измерении вектора скорости в ИРСА, где антенна имеет две секции, функциональная схема фиг. 2 не изменяется - конечно, при более сложных принципиальных схемах собственно антенны (1), синтезаторов (3) и блока синхронизации (8), что известно из литературы [6].The formation of the azimuthal line of the brightness and vector-speed images is as follows. Signals from the two-beam antenna (1) entering the mixer (2) where they are given to compensating the frequency shifts F E and F x. Then each of these signals goes to the synthesizer (3), where the reference signal from the generator (4) also arrives. Then, in each channel, a calculator (5) comes into play, generating video signals with amplitudes proportional to the amplitude and Doppler shift of the response of the moving platform. As a result, two pairs of signals are formed for the left and right rays, which determine, in addition to the intensity of the reflected signal, the modulus and direction of the velocity vector. The calculator (6) separates the velocity components (V x , V y ), calibrates them, calibrates the signal intensity, and generates a line of brightness and speed images taking into account the delay when probing the same area with left and right beams. The signals thus formed are fed to a multidimensional display (7), which in one way or another displays simultaneously the intensity (brightness) of each image element, the magnitude and direction of the element's speed. To ensure consistency and accuracy of measurements, a time synchronizer (8) and a navigation parameter sensor (9) are used to control the azimuthal scan of the display, the delay Δt varying in range, the frequency of the reference signal and generating frequency shifts F E and F x . When measuring the velocity vector in the IRSA, where the antenna has two sections, the functional diagram of FIG. 2 does not change - of course, with more complex circuit diagrams of the antenna itself (1), synthesizers (3) and the synchronization unit (8), which is known from the literature [6].

Источники информацииInformation sources

1. Объекты радиолокации. Обнаружение и распознавание, п/ред. А.В. Соколова / М., Радиотехника, 2007, глава 4: Радиолокационное изображение цели при апертурном синтезе со сверхвысоким разрешением радиолокатора с синтезированной апертурой, с. 117-128.1. Objects of radar. Detection and Recognition, ed. A.V. Sokolova / M., Radio engineering, 2007, chapter 4: Radar image of the target during aperture synthesis with ultra-high resolution synthetic-aperture radar, p. 117-128.

2. Pettersson M.I. Detection of Moving Targets in Wideband SAR // IEEE Trans, on Aerospace and Electronic Systems, 2004, v. 40, №3, pp. 780-786.2. Pettersson M.I. Detection of Moving Targets in Wideband SAR // IEEE Trans, on Aerospace and Electronic Systems, 2004, v. 40, No. 3, pp. 780-786.

3. Достовалов М.Ю., Неронский Л.Б., Переслегин С.В. Исследование поля скорости океанских течений по фазометрическим данным, полученным РСА космического аппарата «ERS» // Океанология, 2003, т. 43, №3, с. 473-480.3. Dostovalov M.Yu., Neronsky LB, Pereslegin S.V. The study of the velocity field of ocean currents according to the phase-measuring data obtained by the SAR of the ERS spacecraft // Oceanology, 2003, v. 43, No. 3, p. 473-480.

4. Neronsky L.B., Dostovalov M.Ju., Pereslegin S.V. The extended algorithms for Doppler centroid estimation // Proc. EUSAR-2004, Ulm, Germany, May 2004, v. 2, pp. 709-712.4. Neronsky L. B., Dostovalov M. J., Pereslegin S. V. The extended algorithms for Doppler centroid estimation // Proc. EUSAR-2004, Ulm, Germany, May 2004, v. 2, pp. 709-712.

5. Romeiser R., Suchand S., Hartmut R., Steinbrecher U., Grimier S. First Analysis of TerraSAR-X Along-Track InSAR-Derived Current Fields // IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, v. 48, No 2, pp. 820-829.5. Romeiser R., Suchand S., Hartmut R., Steinbrecher U., Grimier S. First Analysis of TerraSAR-X Along-Track InSAR-Derived Current Fields // IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensing, v. 48, No. 2, pp. 820-829.

6. Переслегин С.В., Халиков З.А. Обработка сигналов в радиолокаторах с синтезированной апертурой при восстановлении скоростных полей поверхности Земли // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2014, №1, с. 1-13.6. Pereslegin S.V., Halikov Z.A. Signal processing in synthesized aperture radars during restoration of velocity fields of the Earth’s surface // Izv. Universities. Radiophysics. 2014, No 1, p. 1-13.

7. Martin Suss, Werner Wiesbeck. Side-looking synthetic aperture radar system / ER Patent, Number 1.241.487. B1, Data of filing 15.03.2001.7. Martin Suss, Werner Wiesbeck. Side-looking synthetic aperture radar system / ER Patent, Number 1.241.487. B1, Data of filing 03/15/2001.

8. Takashi Fujimura. Along-track interferometric synthetic aperture radar / US Patent, Number 5.945.937, Data of patent Aug. 31, 1999.8. Takashi Fujimura. Along-track interferometric synthetic aperture radar / US Patent, Number 5.945.937, Data of patent Aug. 31, 1999.

9. Переслегин С.В., Захаров А.И., Халиков З.А., Ивонин Д.В., Достовалов М.Ю., Шапрон А. Способ измерения радиальной скорости отражателя в радиолокаторе бокового обзора с синтезированной апертурой // Патент на изобретение №2537788, приоритет 10.09.2013.9. Pereslegin SV, Zakharov A.I., Halikov Z.A., Ivonin D.V., Dostovalov M.Yu., Shapron A. Method for measuring the radial speed of a reflector in a side-scan radar with a synthesized aperture // Patent for invention No. 2537788, priority 09/10/2013.

10. А.И. Баскаков, Т.С. Жутяева, Ю.И. Лукашенко. Локационные методы исследования объектов и сред / М., ИЦ «Академия», 2011, глава 5.10. A.I. Baskakov, T.S. Zhutyaeva, Yu.I. Lukashenko. Locational methods for the study of objects and environments / M., IC "Academy", 2011, chapter 5.

Claims (1)

Способ измерения векторного поля скорости океанских и речных течений космическим радиолокатором с синтезированной апертурой, использующий интерференционный либо доплеровский методы измерения радиальной скорости, отличающийся тем, что в антенне формируют два независимых луча, симметрично отклоненных по азимуту на угол ±β, в каждом из независимых каналов производят программируемый вдоль траектории сдвиг несущей частоты на определенную величину, зависящую от угла β, угла визирования площадки, скорости аппарата и скорости вращения Земли на данной широте, после операций синтеза азимутальной диаграммы направленности и измерения скорости площадки в каждом канале получают пару сигналов, амплитуды которых отображают интенсивность рассеяния и вектор скорости площадки, расположенной на заданной дальности, путем сравнения амплитуд двух пар скоростных сигналов вычисляют радиальную и тангенциальную составляющие скорости каждой площадки, формируют азимутальную строку яркостного и векторно-скоростного изображения местности на многомерном дисплее с учетом задержки, определяемой скоростью аппарата, углом β и углом визирования площадки. A method of measuring the velocity vector field of ocean and river currents with a synthetic aperture space radar using interference or Doppler methods for measuring radial velocity, characterized in that two independent beams are formed in the antenna, symmetrically deflected in azimuth by an angle of ± β, in each of the independent channels, programmable along the trajectory shift of the carrier frequency by a certain amount depending on the angle β, the angle of sight of the site, the speed of the device and the speed of rotation of the Earth and at this latitude, after the synthesis of the azimuthal radiation pattern and measuring the speed of the site in each channel, a pair of signals are obtained whose amplitudes reflect the scattering intensity and the velocity vector of the site located at a given range, by comparing the amplitudes of the two pairs of speed signals, the radial and tangential components of the speed are calculated each site, form the azimuthal line of the brightness and vector-speed image of the area on a multidimensional display, taking into account the delay, determine adjustable apparatus speed, angle β and angle of sight of the site.
RU2015109952/28A 2015-03-20 2015-03-20 Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar RU2597148C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109952/28A RU2597148C1 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109952/28A RU2597148C1 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2597148C1 true RU2597148C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015109952/28A RU2597148C1 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597148C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668570C1 (en) * 2017-06-27 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Method of measurement of the vector of velocity of local reflectors in the space sar
RU2703522C1 (en) * 2018-12-21 2019-10-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Method of identifying an underwater hydrodynamic source from a high-speed sea surface radar image
CN110823191A (en) * 2019-10-08 2020-02-21 北京空间飞行器总体设计部 Method and system for determining ocean current measurement performance of mixed baseline dual-antenna squint interference SAR
CN113670253A (en) * 2021-08-25 2021-11-19 北京环境特性研究所 Space target posture inversion method and device, computing equipment and storage medium
CN116087949A (en) * 2022-12-13 2023-05-09 宁波大学 SAR sea surface flow field inversion method for island marine environment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2235344C2 (en) * 2002-06-03 2004-08-27 Институт прикладной физики РАН Radiolocation method for determining parameters of condition of surface-adjacent ocean layer from a satellite
RU2274877C2 (en) * 2003-08-07 2006-04-20 Институт прикладной физики РАН Panoramic radar method of determining condition of ocean's layer surface from satellite
RU2449312C1 (en) * 2010-12-27 2012-04-27 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН Panoramic radar method of determining parameters of state of ocean surface layer from satellite
RU2489731C1 (en) * 2012-01-10 2013-08-10 Антон Владимирович Чернявец Disturbance parameter measuring device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2235344C2 (en) * 2002-06-03 2004-08-27 Институт прикладной физики РАН Radiolocation method for determining parameters of condition of surface-adjacent ocean layer from a satellite
RU2274877C2 (en) * 2003-08-07 2006-04-20 Институт прикладной физики РАН Panoramic radar method of determining condition of ocean's layer surface from satellite
RU2449312C1 (en) * 2010-12-27 2012-04-27 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН Panoramic radar method of determining parameters of state of ocean surface layer from satellite
RU2489731C1 (en) * 2012-01-10 2013-08-10 Антон Владимирович Чернявец Disturbance parameter measuring device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668570C1 (en) * 2017-06-27 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Method of measurement of the vector of velocity of local reflectors in the space sar
RU2703522C1 (en) * 2018-12-21 2019-10-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Method of identifying an underwater hydrodynamic source from a high-speed sea surface radar image
CN110823191A (en) * 2019-10-08 2020-02-21 北京空间飞行器总体设计部 Method and system for determining ocean current measurement performance of mixed baseline dual-antenna squint interference SAR
CN110823191B (en) * 2019-10-08 2021-12-07 北京空间飞行器总体设计部 Method and system for determining ocean current measurement performance of mixed baseline dual-antenna squint interference SAR
CN113670253A (en) * 2021-08-25 2021-11-19 北京环境特性研究所 Space target posture inversion method and device, computing equipment and storage medium
CN116087949A (en) * 2022-12-13 2023-05-09 宁波大学 SAR sea surface flow field inversion method for island marine environment
CN116087949B (en) * 2022-12-13 2023-11-10 宁波大学 SAR sea surface flow field inversion method for island marine environment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597148C1 (en) Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar
Zhang et al. Estimation of three-dimensional motion parameters in interferometric ISAR imaging
EP2930532B1 (en) Simultaneous forward and inverse synthetic aperture imaging ladar
Liu et al. Micromotion characteristic acquisition based on wideband radar phase
EP1505408A1 (en) A method for SAR processing without INS data
CN106526583B (en) A kind of ground moving object localization method based on antenna radiation pattern information
RU2480782C1 (en) Method and device to resolve moving targets along angular directions in surveillance radars
RU2643168C2 (en) Method of height, aircraft actual velocity and aircraft velocity vector inclination measurement in relation to horizon, on-board radar device using method
KR101016862B1 (en) Method and apparatus for generating long range desynthetic aperture radar image
JP6043083B2 (en) Target motion estimation device, target motion estimation method, and radar device
Xu et al. A novel motion compensation approach based on symmetric triangle wave interferometry for UAV SAR imagery
JP2957090B2 (en) Radar equipment
Chen et al. Advanced synthetic aperture radar imaging and feature analysis
Brisken Multistatic ISAR-chances and challenges
RU2529523C1 (en) Ground mapping method using on-board radar set
RU2707556C1 (en) Method of determining terrain elevation height of a radar with synthesized antenna aperture
RU2468384C1 (en) Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar
RU2566662C1 (en) Method to measure speed and azimuthal coordinate of above-water targets of radars with synthesized antenna aperture
Noviello et al. ISAR motion compensation based on a new Doppler parameters estimation procedure
Cataldo et al. Super-resolution for bistatic distortion mitigation
IL127448A (en) Method for monitoring the earth surface
RU2668570C1 (en) Method of measurement of the vector of velocity of local reflectors in the space sar
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
Vincent et al. Synthetic aperture radar demonstration kit for signal processing education
RU2537788C1 (en) Method of measuring radial velocity of reflector in side-looking synthetic aperture radar