Simulation von Radar-Sensoren mit synthetischer Apertur:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| adam_text | Titel: Simulation von Radar-Sensoren mit synthetischer Apertur
Autor: Klaus, Ferdinand
Jahr: 1995
V Inhaltsverzeichnis Verzeichnis häufig verwendeter Abkürzungen und Fonnelzeichen 1. Einleitung ..............................................................................................................1 2. Voraussetzungen der Radarsimulation..................................................................4 2.1. Funktionen eines Radarsystems.................................................................................4 2.2. Einflußfaktoren der Simulation.................................................................................5 2.2.1. Zweck der Simulation.............................................................................5 2.2.2. Budget...................................................................................................6 2.2.3. Interaktivität...........................................................................................7 2.2.4. Geschwindigkeit.....................................................................................7 2.2.5.
Genauigkeit............................................................................................7 2.2.6. Größe.....................................................................................................8 2.2.7. Plattform................................................................................................9 2.3. Implementierung.......................................................................................................9 3. Simulatorkonzepte................................................................................................10 4. Grundlagen...........................................................................................................21 4.1. Einleitung ............................................................................................................21 4.2. Radargleichung.......................................................................................................21 4.3. Synthetisches Apertur Radar (SAR)........................................................................23
4.3.1. Einleitung.............................................................................................23 4.3.2. Modellierung der Echoantwort eines weltraumbasierten SAR-Sensors.. 25 4.3.3. Analyse der Sensor-Ziel-Bewegung für ein „Spacebome“ SAR.............31 4.3.4. Auflösungs- und Abdeckungsvermögen des SAR-Systems....................37 4.3.4.1. SAR-Range-Auflösung.........................................................................37 4.3.4.2. SAR-Azimut-Auflösung.......................................................................39 4.3.4.3. Bildabdeckungsfähigkeit des SAR-Sensors...........................................40 4.3.5. Bandbreite des Signals..........................................................................42 4.3.5.1. Prinzip der stationären Phase................................................................43 4.3.5.2. Anwendung des Prinzips der stationären Phase auf allgemeine Pulskompressionssignale....................................................................................46 4.3.5.3 Anwendung des Prinzips der stationären Phase zur Berechnung der Bandbreite eines Chirp-lmpulses...................................................................49
VI 5. Antennenbewegung..............................................................................................51 5.1. Einleitung ............................................................................................................51 5.2. Satellitenbahn.........................................................................................................52 5.2.1. Numerische Methoden..........................................................................59 5.2.2. Methode der Störungsrechnung............................................................62 5.3. Einflußparameter....................................................................................................68 5.3.1. Anziehungskraft der Erde und Deformation des Erdgravitationsfeldes... 68 5.3.2. Luftwiderstand.....................................................................................72 5.3.3. Anziehung durch andere Himmelskörper...............................................75 5.3.4. Sonnendruck........................................................................................75
5.3.5. Innere stochastische Störungen.............................................................75 6. Simulation der Zieloberfläche..............................................................................77 6.1. Einleitung ......................................................:.....................................................77 6.1.1. Oberflächenwechselwirkung...........................................r.....................77 6.1.2. Oberflächenstreumodelle......................................................................77 6.2. Digitales Terrainmodell...........................................................................................78 6.2.1. Zuweisung elektromagnetischer Eigenschaften............................... 78 6.2.1.1. Stochastische Modellierung der elektromagnetischen Eigenschaften......79 6.2.1.2. Deterministische Modellierung der elektromagnetischen Eigenschaften. 91 6.2.2. Digitales Elevationsmodell..................................................................103
7. SiSAR ..........................................................................................................105 7.1. Konzept ..................................................................................................;.......105 7.2. Aufbau ..........................................................................................................108 7.2.1. Bewegung des Sensors.......................................................................108 7.2.1.1. Numerische Integration nach Runge-Kutta.........................................108 7.2.1.2. Variationsgleichungen der Bahnelemente............................................110 7.2.1.2.1. Struktureller Aufbau des Programms..................................................111 7.2.1.2.2. Programmablauf.................................................................................113 7.2.1.2.3. Berechnung der Luftwiderstandsstörungen.........................................114 7.2.1.2.4. Berechnung der Gravitationsstörungen...............................................114 7.2.1.2.5. Berechnung der stochastischen Störungen..........................................115 7.2.1.2.6. Ergebnisse..........................................................................................115 7.2.2. Zielmodellierung.................................................................................125 7.2.2.1. Repetierendes Modell.........................................................................126 7.2.2.1.1. Facettenfelder.....................................................................................126 7.2.2.1.2. Facettenhöhe......................................................................................128 7.2.2.2. Nicht repetierendes Modell.................................................................130
vn 7.2.3. Rohdatensignal...................................................................................137 7.2.4. Möglichkeiten zur Manipulation von Daten........................................141 7.2.4.1. 2D-Daten-Editor................................................................................141 7.2.4.1.1. Bitmap-Editor ....................................................................................141 7.2.4.1.2. Numerischer Editor............................................................................143 7.2.4.1.3. Pixmap-Editor....................................................................................143 7.3. Verifikation der Ergebnisse...................................................................................144 7.3.1. Simulation von Punktzielen.................................................................145 8. Zusammenfassung..............................................................................................159 Literatur ..........................................................................................................161
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