www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Yapay Açıklıklı Radar-Girişim Ölçümü

Resim 1: Menzil farkı ΔR yansıtıcı uzaklığının bir ölçütüdür.

Resim 1: Menzil farkı ΔR yansıtıcı uzaklığının bir ölçütüdür.

Yapay Açıklıklı Radar-Girişim Ölçümü

Radarda kullanılan interferometre tekniği yankı sinyallerinin faz açılarının değerlendirildiği tüm yöntemlerde yer alır. Yapay Açıklıklı Radar - Girişim Ölçümü (Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR) imge veren bir radar yöntemidir. Bu yöntemde ilave bilgiler iki değişik bakış açısından elde edilen resimlerdeki faz açıları karşılaştırılarak hesaplanır.

Gönderici bant genişliği radar aygıtlarının menzil çözünürlük yeteneğini sınırlar: Basit darbe modülasyonlu radar aygıtlarında gönderim darbesinin uzunluğu, intra-darbe modülasyonlu radar aygıtlarında ise gönderim darbesinin bant genişliği ile. Oldukça hassas bir menzil ölçümü için yankı sinyalinin faz açısına ait bir doğrudan ölçüm kullanılabilir.

φ = − 4π·R burada R = Yansıtıcıya uzaklık
λ = Gönderim sinyalinin dalga boyu
(1)

λ

Maalesef bu tür bir yöntemle sinüs salınımının dalga boyunun yarısında artı ve diğer yarısında eksi değerde olması nedeniyle sağlıklı bir menzil ölçümü yapılamaz. Faz açısı −π < φ ≤ +π bölgesinde hayli hassas ölçülebilir, ancak bu menzildeki daha kaç adet tam dalga boyunun ilaveten ihmal edileceğine karar verilemez.

Temel yapı, alınan yankı sinyalinin faz açısını değerlendirebilen herhangi bir işlevsel radar olabilir. Yükseklik açısında antenin iniş-kalkışıyla, azimut açısında dönüşüyle ya da doğrusal hareketiyle bir 2-boyutlu resim elde edebilen bir evreuyumlu radarın varlığı ön koşuldur. Her bir resim noktasına ait ölçülen faz açısı kaydedilir. Tüm süreç, antenin bir diğer konumunda tekrarlanır. Resmin her bir noktası için her iki ölçümden elde edilen faz farkları, ΔR menzil farkı ve menzilin kendisi için bir ölçüttür (Resim.1 e bakınız). Resimlerin işlenmesinde her iki faz resmi karşılaştırılarak bir dalga boyunun bir belirli küsuratına kadar ölçüm hassasiyeti elde edilebilir. Burada daima menzil belirsizlikleri (birden daha fazla sayıda menzil değeri) ortaya çıksa da, bu belirsizlikler doğrudan yapılan ölçümlere göre çok daha azdır. Menzildeki bu belirsizlikler komşu görüntü noktalarının (pixels) karşılaştırılması ve bir faz sıçrama olasılığının değerlendirilmesi sayesinde elenebilir.

Sonuçta her bireysel ölçümün faz resmi bir renkli parazit-desenini andıran karmakarışık görüntüye dönerdi. Ancak her iki resmin faz farkı bir işe yarar menzil bilgisi verir. Faz farkı ve doğru menzil değeri arasında basit trigonometrik ilişkiler vardır. Her iki anten arasındaki temel-hat denilen açıklık faz farkının bir çarpanıdır. Bu değerin her iki ölçüm arasında yansıma koşullarının değişmesine sebep olacak kadar büyük olmaması gerekir.

Yapay Açıklıklı Radar-Girişim Ölçümü başından itibaren yer yüzeyini Yapay Açıklıklı Radarla uzaktan algılamak amacıyla geliştirildi. Örneğin, Mekik Radar Topografi Görevi (Shuttle Radar Topography Mission, SRTM) projesinde uyduya Şubat, 2000 de 60 m uzunluğunda açılabilir kolun ucuna bir ikinci alım anteni takıldı. İki bakış aynı anda elde edildi. ERS-1 ve ERS-2 uydularında her iki ölçüm peşpeşe yapıldı. Ancak bu yöntem yeryüzündeki toprak alan uygulamaları için de uygundur. Bu Yere Konuşlu Yapay Açıklıklı Radar-Girişim Ölçümü (Ground Based Interferometric SAR, GBInSAR) yöntemi olarak adlandırılır. Bu yöntemle örneğin buzul hareketleri, toprak kaymaları, volkanik faaliyetler, depremlerden sonraki fay hatları ve yapıların statik durumu milimetre duyarlığında ölçülebilir.