ERS-1/2 Synthetic Aperture Radar (SAR)

http://gcmd.nasa.gov/records/GCMD_ERS.SAR.RAW.html

Приборы SAR (Synthetic Aperture Radar) размещаются на спутниках ERS (European Remote Sensing Satellite), которые летают на высоте окголо 780 км. Спутник ERS-1 был запущен в июле 1991 г., ERS-2 – в апреле 1995 г. В отличие от пассивных приборов дистанционного зондирования, обсуждавшихся в предыдущих разделах данной главы, SAR является радиолокатором бокового обзора с синтезированной апертурой и обеспечивает активное дистанционное зондирование поверхности Земли. Основные характеристики прибора ERS-SAR представлены в таблице и на рисунке.

Основные технические характеристики ERS-SAR

Частота 5.3 ГГц (длина волны 5.66 см)
Размер антенны 10 м x 1 м
Угол зрения 23o
Поляризация Вертикальная (V)
Разрешение на местности 30 м x 30 м
Ширина полосы обзора 100 км

 

Принцип работы

Рассмотрим поподробнее как работает радиолокатор бокового обзора с синтезированной апертурой. Схема работы радиолокатора (в английском языке используется слово RADAR, которое является сокращением от RAdio Detection And Ranging) представлена на рисунке


Схема работы радиолокатора

Антенна радара поочередно передает и принимает короткие импульсы электромагнитного излучения – приблизительно 1500 импульсов в секунду длительностью около 10–15 микросекунд. Для импульса характерна узкая полоса частот (меньшая, чем полоса частот приемной системы радара) в сантиметровом диапазоне, где влияние атмосферы, в том числе и облачности, минимально. Импульс (рис. a) отражается от подстилающей поверхности в соответствие с индикатрисой рассеяния, характерной для каждого типа поверхности. При этом меняется не только амплитуда импульса, но и диапазон его частот и поляризация. Наибольшую амплитуду имеет излучение, рассеянное в «зеркальном» направлении, когда углы падения и отражения равны. Но характеристики рассеяния в этом направлении очень близки для всех типов подстилающей поверхности и не позволяют уверенно отличать один тип поверхности от другого. Поэтому локаторы типа SAR принимают излучение, рассеянное под углами, отличными от «зеркальных», которое несет существенно больше информации об особенностях поверхности (на рис. b импульс, принимаемый локатором, выделен красным цветом). Такие локаторы, соответственно, называются локаторами бокового обзора.

Схема локатора бокового обзора

Полоса обзора локатора сдвинута относительно подспутникового трека на некоторое расстояние, что обеспечивает возможность идентификации большого числа различных типов поверхности.
Относительно высокое для прибора, работающего в сантиметровом диапазоне, пространственное разрешение локатора обеспечивается за счет синтезированной апертуры. Схема этого процесса поясняется на рисунке


Схема работы радара с синтезированной апертурой

Импульсы локатора распространяются в некотором конусе, и прибор принимает рассеянные сигналы со всей поверхности, которая является основанием конуса. Например, сигнал, рассеянный от точки A на рисунке, начинает регистрироваться, когда спутник находится в положении 1, а заканчивается, когда он оказывается в положении 2. Все это время сигналы от точки A синтезируются по специальной программе и в результате такого накопления удается получить сигналы приемлемой амплитуды от небольших участков подстилающей поверхности.
Локаторы с синтезированной апертурой используются для решения очень большого числа задач. В океанографии они используются для изучения течений, фронтов и внутренних волн. Кроме того, они позволяют наблюдать пятна нефти на поверхности океана, изучать ледовую обстановку для облегчения проводки судов и многое другое.
Локаторы с синтезированной апертурой также достаточно широко используются для изучения растительности – лесов, сельскохозяйственных угодий и т.п.

Примеры изображений

Примеры изображений полученных с помощью прибора ERS-SAR представлены на рисунках

Гора Wrangell на Аляске 27 июля 1992 г. http://www.asf.alaska.edu/daac_documents/cdrom_images/

Река Амазонка. http://southport.jpl.nasa.gov/amazon/imagebrowser/
Дополнительно о приборe SAR:

ERS-SAR (ERS – Synthetic Aperture Radar) – http://isis.dlr.de/guide/ERS-SAR.html

 

Be the first to comment on "ERS-1/2 Synthetic Aperture Radar (SAR)"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*