Вопросы обеспечения калибровки радиолокационных станций в системах дистанционного зондирования Земли
Читать статью полностью
Вопросы обеспечения калибровки радиолокационных станций в системах дистанционного зондирования Земли(1,85 MB)Аннотация
В статье рассмотрены основные теоретические и практические положения, определяющие сущность калибровки радиолокационных станций (РЛС) в системах дистанционного зондирования Земли, и используемые для этого средства. В представленном обзоре основных калибровочных средств особое внимание уделено транспондерам (активным ретрансляторам), поскольку они являются наиболее перспективным средством калибровки РЛС. Представлен ряд недостатков, ограничивающих их применение для калибровки РЛС. Предложена новая структура транспондера – активного радиолокационного ретранслятора (АРК), устраняющая выявленные недостатки и отвечающая современным требованиям. Рассмотрена проблема отсутствия наиболее приемлемого показателя качества работы АРК. Сформулированы направления дальнейших исследований.
Ключевые слова:
радиолокационная станция – radar; дистанционное зондирование Земли – the Earth remote sensing; калибровка – calibration; транспондер – transponder; активный ретранслятор – active repeater; активный радиолокационный калибратор – active radar calibrator; радиолокационное изображение – radar image.
Список литературы
1. Subsurface Valleys and Geoarcheology of the Eastern Sahara Revealed by Shuttle Radar / J.F. McCauley, G.G. Schaber, C.S. Breed [et al.] // Science. – 1982. – Vol. 218, No. 4576. – P. 1004–1020.
2. SAR data applications in earth observation: An overview / A. Tsokas, M. Rysz, P.M. Pardalos, K. Dipple // Expert Systems with Applications. – 2022. – Vol. 205. – P. 117342.
3. An Improved Geometric Calibration Model for Spaceborne SAR Systems With a Case Study of Large-Scale Gaofen-3 Images / Y. Feng, Z. Lei, X. Tong [et al.] // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. – 2022. – Vol. 15. – P. 6928–6942.
4. Freeman, A. SAR calibration: an overview / A. Freeman // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1992. – Vol. 30, No. 6. – P. 1107–1121.
5. NESZ Estimation and Calibration for Gaofen-3 Polarimetric Products by the Minimum Noise Envelope Estimator / L. Shi, L. Yang, L. Zhao [et al.] // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2021. – Vol. 59, No. 9. – P. 7517–7534.
6. Freeman, A. A new system model for radar polarimeters / A. Freeman // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1991. – Vol. 29, No. 5. – P. 761–767.
7. Van Zyl, J. J. Calibration of polarimetric radar images using only image parameters and trihedral corner reflector responses / J.J. Van Zyl // IEEE Transactions on Geoscienceand Remote Sensing. – 1990. – Vol. 28, No. 3. – P. 337–348.
8. Freeman, A. Polarimetric SAR calibration experiment using active radar calibrators / A. Freeman, Y. Shen, C.L. Werner // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1990. – Vol. 28, No. 2. – P. 224–240.
9. Chen, J. Calibration of Spaceborne CTLR Compact Polarimetric Low-Frequency SAR Using Mixed Radar Calibrators / J. Chen, S. Quegan // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2011. – Vol. 49, No. 7. – P. 2712–2723.
10. Fujita, M. Polarimetric calibration of space SAR data subject to faraday rotation -a three-target approach / M. Fujita // Proceedings. 2005 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS ’05. – P. 5497–5500.
11. A general polarimetric radar calibration technique / M.W. Whitt, F.T. Ulaby, P. Polatin, V.V. Liepa // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1991. – Vol. 39, No. 1. – P. 62–67.
12. Revisiting the conducting of measurements from the board of International Space Station by decimeter synthetic aperture radar system / A.A. Kalinkevich, B.G. Kutuza, V.Yu. Manakov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1632, No. 1. – P. 012015.
13. Hawkins, R. K. Determination of antenna elevation pattern for airborne SAR using the rough target approach / R.K. Hawkins // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1990. – Vol. 28, No. 5. – P. 896–905.
14. Brunfeldt, D. R. Active Reflector for Radar Calibration / D.R. Brunfeldt, F.T. Ulaby // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1984. – Vol. GE-22, No. 2. – P. 165–169.
15. On the stability of large antennas as calibration targets / A. Zakharov, P.A. Zherdev, M.M. Borisov [et al.] // IGARSS 2003. 2003 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium : proceedings. – 2003. – Vol. 7. – P. 4518–4520.
16. Design and Implementation of a Novel Polarimetric Active Radar Calibrator for Gaofen-3 SAR / L. Li, Y. Zhu, J. Hong [et al.] // Sensors. – 2018. – Vol. 18, No. 8. – P. 2620.
17. Larsen, T. Reflector arrays / T. Larsen // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1966. – Vol. 14, No. 6. – P. 689–693.
18. Fujita, M. Development of a Retrodirective PARC for ALOS/PALSAR Calibration / M. Fujita // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2003. – Vol. 41, No. 10. – P. 2177–2186.
19. Ahne, J. J. Design and implementation of single antenna polarimetric active radar calibrators / J.J. Ahne, K. Sarabandi, F.T. Ulaby // Proceedings of IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. – P. 1280–1283.
20. Development of active transponder for KOMPSAT-5 mission / D. Park, S. Ahn, Y. Chun [et al.] // 2011 3rd International Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR) Proceedings. – 2011. – P. 1–4.
21. Absolute Radiometric Calibration of TerraSAR-X-Approach and Ground Targets / B.J. Döring, D. Schrank, M. Schwerdt, R. Bauer // German Microwave Conference. – VDE, 2008.
22. Foged, L. J. Facility comparison campaigns within EurAPP / L.J. Foged, M. Sierra-Castaner, L. Scialacqua // Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation, EUCAP (Rome, Italy, 2011). – 2011. – P. 2541–2545.
23. Jackson, H. D. Development of the ERS-1 active radar calibration unit / H.D. Jackson, A. Woode // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1992. – Vol. 40, No. 6. – P. 1063–1069.
24. The three-transponder method: a novel method for accurate transponder RCS calibration / B.J. Doring, J. Reimann, S. Raab [et al.] // Progress In Electromagnetics Research B. – 2014. – Vol. 61. – P. 297–315.
25. Highly Accurate Radar Cross-Section and Transfer Function Measurement of a Digital Calibration Transponder without Known Reference – Part I: Measurement and Results / J. Reimann, A.M. Büchner, S. Raab [et al.] // Remote Sensing. – 2023. – Vol. 15, No. 4. – P. 1153.
26. Liang, L. Study on digital coded technology in active radar calibrator of SAR / L. Liang, H. Jun, M. Feng // 2012 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (Munich, Germany, 2012). – 2012. – P. 4509–4512.
27. Hounam, D. A technique for the identification and localization of SAR targets using encoding transponders / D. Hounam, K.-H. Wagel // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2001. – Vol. 39, No. 1. – P. 3–7.
28. Fujita, M. Development Of A Frequency Offsetting Arc / M. Fujita // IGARSS’91 Remote Sensing: Global Monitoring for Earth Management : proceedings (Espoo, Finland, 1991). – 1991. – Vol. 2. – P. 1023–1025.
29. Daleman, P. S. Experience With Active Radar Calibrators For Airborne Sar / P.S. Daleman, R.K. Hawkins, T.I. Lukowski // 10th Annual International Symposium on Geoscience and Remote Sensing (College Park, MD, USA, 1990). – P. 795–798.
30. Pieraccini, M. Cross-Pol Transponder with Frequency Shifter for Bistatic Ground-Based Synthetic Aperture Radar / M. Pieraccini, L. Miccinesi // Remote Sensing. – 2018. – Vol. 10, No. 9. – P. 1364.
31. Shimada, M. SAR calibration using frequency-tunable active radar calibrators / M. Shimada, H. Oaku, M. Nakai // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1999. – Vol. 37, No. 1. – P. 564–573.
32. Precision SAR Processing Using Chirp Scaling / R.K. Raney, H. Runge, R. Bamler [et al.] // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 1994. – Vol. 32, No. 4. – P. 786–799.
33. Пантенков, Д. Г. Обзор современного состояния орбитальных группировок космических аппаратов дистанционного зондирования земли и космических ретрансляторов / Д.Г. Пантенков, Н.В. Гусаков, А.А. Ломакин // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2022. – Т. 27, № 1. – С. 120–149.
34. Shift-Frequency Jamming Imaging and Analysis Based on Active Radar Calibrator / G. Liu, L. Li, J. Hong, F. Ming // 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS (Brussels, Belgium, 2021). – 2021. – P. 3948–3951.
35. Гусев, С. Н. Методика оценивания качества формирования виртуальных объектов на радиолокационных изображениях / С.Н. Гусев, И.В. Сахно, Р.В. Хуббиев // Труды МАИ. – 2019. – № 104. – С. 10.