Steinbrügge, Gregor and Haynes, M.S. and Schroeder, D.M. and Scanlan, Kirk Michael and Stark, Alexander and Young, Duncan and Grima, C. and Kempf, Scott and Ng, Gregory and Buhl, Dilon and Voigt, J.R.C. and Roatsch, Thomas and Blankenship, D.D. (2021) Altimetry Measurements from Planetary Radar Sounders and Application to SHARAD on Mars. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TGRS.2021.3134638. ISSN 0196-2892.
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Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9646893
Abstract
Low frequency radar sounders have the potential to generate altimetric profiles, but the feasibility of utilizing planetary radar sounding data as an alternative to laser altimetry has not been assessed using existing data to date. Therefore, we have developed, implemented, and evaluated an algorithm to process SHAllow RADar sounder (SHARAD) data on Mars (Experiment Data Records as available on the Planetary Data System) first into altimetry profiles and ultimately into Digital Terrain Models (DTMs). The minimally-processed data are pulse compressed, corrected for ionospheric distortion, zero-Doppler filtered, and incoherently summed. We then apply pulse retracking techniques adapted from terrestrial ocean altimetry to identify the surface return. From the surface return we compute the time-of-flight and hence the range from the spacecraft to the surface of the planet. The altimetry groundtracks are then co-registrated with Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) to remove any biases resulting from residual ionospheric effects or timing issues. The altimetric profiles are finally used to create DTMs based on SHARAD data. While the SHARAD altimetry data has coarser inherent resolution than laser altimeters or imaging radars, we demonstrate that radar sounding data is still a viable source for satellite-based altimetry measurements. This is particularly important for future planetary missions not carrying laser altimeters but radar sounders, such as the upcoming Europa Clipper mission.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/147710/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Additional Information: | Bisher nur online erschienen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Altimetry Measurements from Planetary Radar Sounders and Application to SHARAD on Mars | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 10 December 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1109/TGRS.2021.3134638 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0196-2892 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Mars, Altimetry, Radar, SHARAD, MOLA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R EW - Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Project BepiColombo - MERTIS and BELA, R - Project JUICE - JANUS and GALA, R - Project Mars Express HRSC (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Planetary Research > Planetary Geodesy Institute of Planetary Research > Planetary Geology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Stark, Dr. Alexander | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 17 Dec 2021 07:57 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 20 Oct 2023 08:08 |
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