Digitale Kalibrierung mehrkanaliger SAR-Systeme

Abstract

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Fernerkundung mit SAR (Radar mit synthetischer Apertur) signifikant weiterentwickelt. Insbesondere für weltraumgestützte Systeme ist SAR ein zukunftsträchtiges System mit der Fähigkeit, unabhängig von Tag und Nacht hochauflösende Bilder der Erdoberfläche zu liefern. Dank seiner vielen Einsatzmöglichkeiten, wie zum Beispiel die Umweltüberwachung, Meereskunde und Katastrophenmanagement, ist SAR eine zuverlässige Informationsquelle. Um die hohen Anforderungen an die Qualität der gelieferten Aufnahmen zu erfüllen, ist eine genaue Kalibrierung der aufgenommenen Messdaten notwendig. Hierfür kommen hochentwickelte Kalibrierverfahren zum Einsatz. Ein klarer Trend für zuünftige SAR Systeme ist die Nutzung von Techniken der digitalen Strahlformung. Eine Anwendung der jetzigen Kalibrierverfahren auf derartigen mehrkanal SARSystemen ist nur mit erheblichem Aufwand möglich und erfordert eine hohe Komplexität. Des Weiteren sind diese Verfahren nicht in der Lage, eine Kalibrierung in Echtzeit durchzuführen. Ein vielversprechender Kandidat ist die sogenannte digitale datenbasierte Kalibrierung, welche in dieser Arbeit untersucht wird. Dabei werden die Fehler anhand der eigentlichen SARMessdaten bestimmt. Die vorliegende Arbeit befasst sich im ersten Schritt mit der Kalibrierung von konventionellen SAR-Systeme und deren Einschränkungen. Im zweiten Schritt kommt eine Übersicht der digitalen Mehrkanal Kalibriertechniken, welche die Nachteile und Komplexität der konventionellen Systeme überwindet. Dabei wird ein innovativer Algorithmus implementiert, basierend auf die Korrelation zwischen den Antennenelementen. Nach der theoretischen Untersuchung des Verfahrens folgt eine Auswertung anhand der Simulierten Daten. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf die Kalibrierungsstrategien zukünftiger SAR-Systeme ab.