Konzeption und Umsetzung von skalierbaren Algorithmen zur modellbasierten Antennenkalibrierung fur mehrkanalige SAR Sensoren auf verteilten HPC Systemen

Abstract

Mehr Aufnahmekanäle und genauere Daten machen in der Erdbeobachtung mit dem Radar mit synthetischer Apertur präzisere Modelle und besser skalierende Implementierungen von Kalibrierverfahren notwendig. Ein modellbasiertes Kalibrierverfahren wird auf der Basis einer bestehenden Funktionalität zur Rohdatenanalyse in einer verteilten Spark-Umgebung umgesetzt. Diese Auswertung der Analyseergebnisse bestimmt die dreidimensionale Position des Antennenphasenzentrums unter Berücksichtigung der optimalen Kanalkonsistenz, die Antennenblickrichtungswinkel sowie die Basislinien der einzelnen Antennen untereinander. Zum effizienten Aufstellen und Lösen der Modelle wird die Methode der kleinsten Quadrate angewendet und darauf aufbauend zur Verbesserung des Verhaltens mit realen Messdaten eine L1-Norm Minimierung entwickelt. Die Korrektheit der Implementierung der einzelnen Komponenten sowie der Gesamtimplementierung wird verifiziert. Eine vergleichbare Genauigkeit bei einer um eine Größenordnung geringeren Laufzeit als in der bestehenden Referenzimplementierung wird erzielt.