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Performance assessment for the high resolution and wide swath (HRWS) post-Sentinel-1 SAR system

Zonno, Mariantonietta und Sanjuan-Ferrer, Maria J. und Lopez-Dekker, Paco und Hanssen, Ramon und van Leijen, Freek und Skriver, Henning und Danielson, Rick und Nagler, Thomas und Pedersen, Leif T. und Lang, Oliver und Gabriele, Antonio und Ludwig, Michael und Lecuyot, Arnaud (2016) Performance assessment for the high resolution and wide swath (HRWS) post-Sentinel-1 SAR system. ESA Living Planet Symposium, 2016-05-09 - 2016-05-13, Prague, Czech Republic.

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Kurzfassung

The next generation, post-Sentinel-1, ESA’s C-band synthetic aperture radar (SAR) system is conceived to provide simultaneously high azimuth resolution and wide swath width (HRWS). There are different ways in which the imaging capabilities of the HRWS SAR system can be exploited, which translate to different operation modes. The more attractive are the wide swath modes, operating in ScanSAR, with 400 km swath width and a resolution of 5m x 5m for single/dual-polarization and, maybe even more noteworthy, the fully-polarimetric 280 km swath width at 5m x 5m single-look resolution. These modes represent a factor four improvement in terms of azimuth resolution with respect to Sentinel-1. Considering also the extended swath or the quad-pol capabilities, the information rate will increase by close to and order of magnitude. Indeed, wide unambiguous swath coverage and high azimuth resolution pose contradicting requirements on the design of spaceborne SAR systems. Nevertheless, recent studies have shown that by applying Digital Beam Forming (DBF) techniques, such as Scan-on-Receive (SCORE), and Multiple Azimuth Phase centers (MAPS), it becomes possible to overcome these fundamental limitations of conventional SAR systems. The use of MAPS in azimuth enables the decoupling of the high azimuth resolution and wide-swath SAR coverage. It employs a multichannel receiver in combination with mutually displaced multiple aperture elements and the azimuth resolution results determined by the length of the individual sub-aperture elements. At the same time, employing multiple channels in elevation, according to the SCORE technique, allows to collect radar echoes from a wide image swath despite using a receiver aperture with large vertical extension. The trade-off between antenna gain and swath width can thus be relaxed. In this framework, DLR has reviewed the capabilities of the HRWS SAR system in light of the associated requirements provided by ESA and of the science requirements associated to operational GMES applications. Indeed, many and potentially new applications can benefit from the HRWS SAR operational modes. Moreover, a HRWS application performance toolkit has been designed and implemented to compare product-level performance for different operating modes and mission scenarios. The established applications defined within the GMES services and selected for the HRWS performance study are: Deformation monitoring Regional land cover Ocean applications (wind and currents retrieval and oil spill monitoring) Land ice (wet snow mapping and ice drift) Sea ice (iceberg detection and ice motion) Iceberg detection Security (vessel detection ) Thus, th resulting HRWS toolkit includes for every application analytical expressions or numerical models and, if these are not available, real SAR images as well as numerical algorithms and some explicit simulations of the data and of the inversion process are employed. The tool uses as input the HRWS SAR instrument performance for the different applicable modes and produces as output results comparable with the existing C-band SAR missions. Due to its wider swath, high resolution and multipolarimetric capabilities, the performance for the HRWS SAR system show a substantial improvement when compared to those of Sentinel-1A, for most of the applications and operational scenarios. In the final paper a short description of the employed product-level performance models together with the main results will be provided. Furthermore, an analysis based on the different applications performance and on their relative relevance will give a single operational mode for the best compromise.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/108342/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Performance assessment for the high resolution and wide swath (HRWS) post-Sentinel-1 SAR system
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zonno, MariantoniettaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sanjuan-Ferrer, Maria J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lopez-Dekker, PacoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hanssen, RamonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Leijen, FreekNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Skriver, HenningNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Danielson, RickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nagler, ThomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pedersen, Leif T.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lang, OliverNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gabriele, AntonioNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ludwig, MichaelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lecuyot, ArnaudNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2016
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ESA Programme: Future Missions (Sentinels / EE and Meteorological Programmes), Future mission concepts, New Products, SAR
Veranstaltungstitel:ESA Living Planet Symposium
Veranstaltungsort:Prague, Czech Republic
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 Mai 2016
Veranstaltungsende:13 Mai 2016
Veranstalter :ESA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Flugzeug-SAR, R - Vorhaben IR-Sensorik, IR-Missionsprojekte (alt), R - Vorhaben Datenakquisition und Produktgenerierung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Radarkonzepte
Hinterlegt von: Zonno, Dr. Mariantonietta
Hinterlegt am:21 Nov 2019 10:47
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:13

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