www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Principiile Radiolocaţiei

Interferometrie SAR (InSAR)

Ilustrație 1: Diferența de fază Δφ (adică diferența de distanță ΔR) este o măsură a distanței reflectorului; cu cât reflectorul este mai aproape de antenă, cu atât mai mare este această diferență de fază.

Ilustrație 1: Diferența de fază Δφ (adică diferența de distanță ΔR) este o măsură a distanței reflectorului; cu cât reflectorul este mai aproape de antenă, cu atât mai mare este această diferență de fază.

Interferometrie SAR (InSAR)

În tehnologia radar, interferometria se referă la toate metodele de măsurare în care se evaluează un unghi de fază al semnalului recepționat. Interferometria SAR este o tehnică radar de imagistică în care se calculează informații suplimentare prin compararea fazelor a două imagini obținute din unghiuri de aspect diferite. Se presupune că contribuția internă, legată de proprietățile fizice, geometrice și dielectrice ale țintelor, rămâne stabilă între cele două fotografii și că numai punctul de vedere determină diferența de fază.

Rezoluția dispozitivelor radar pentru măsurarea distanței este limitată de lățimea de bandă a transmițătorului lor. În cazul dispozitivelor radar cu modulație simplă a lungimii impulsului transmis, iar în cazul dispozitivelor radar cu modulație intra-impuls de către lățimea de bandă a impulsului transmis, se poate utiliza o măsurare directă a fazei semnalului de ecou pentru o măsurare mult mai precisă a distanței.

φ = − 4π·R unde R = distanța până la reflector
λ = lungimea de undă a semnalului transmis
(1)
λ

Din păcate, distanța de măsurare neechivocă depinde de repetiția ciclică a undei sinusoidale și este egală cu plus sau minus jumătate din lungimea de undă. Deși faza poate fi măsurată cu destulă precizie în intervalul −π < φ ≤ +π în cadrul unei lungimi de undă, nu se poate distinge aceeași informație de cea de la un multiplu al lungimii de undă respective. De exemplu, două obiecte aflate la o jumătate de lungime de undă distanță nu se pot distinge de alte două obiecte aflate la o lungime de undă și jumătate sau la două lungimi de undă și jumătate și așa mai departe.

Condiția prealabilă obligatorie pentru un astfel de radar este ca acesta să fie coerent și să producă o imagine bidimensională prin pivotarea, rotația sau mișcarea liniară a antenei. Informațiile de fază măsurate sunt stocate pentru fiecare pixel. Întregul proces se repetă din altă poziție a antenei. Pentru fiecare punct din imagine, diferența de fază dintre cele două date este o măsură a diferenței de distanță ΔR și, prin urmare, și a distanței sale (a se vedea figura 1).

ΔR = f1 − φ2) (2)

Datorită procesării imaginilor, este posibil în prezent să se obțină o precizie de măsurare de până la fracțiuni de lungime de undă atunci când se compară imagini cu două faze. Și aici apar ambiguități, dar mult mai puțin decât în cazul măsurării directe. Prin compararea cu pixelii vecini și evaluarea probabilității unui salt de fază, aceste ambiguități pot fi eliminate.

Ca urmare, imaginea de fază a fiecărei măsurători individuale este haotică și apare ca un model de zgomot colorat. Numai diferența de fază dintre cele două imagini oferă informații evaluabile privind distanța. Există relații trigonometrice simple între diferența de fază și distanța exactă. Distanța dintre cele două poziții ale antenei (linia de bază) este un multiplicator pentru diferența de fază. Aceasta ar trebui să fie suficient de mică pentru a nu modifica condițiile de reflexie între cele două măsurători.

Interferometria InSAR a fost inițial dezvoltată pentru detectarea la distanță a suprafeței Pământului cu ajutorul radarului cu deschidere sintetică. De exemplu, în timpul misiunii Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) din februarie 2000, o a doua antenă de recepție a fost amplasată de-a lungul unei rampe de 60 de metri lungime. Cele două seturi de date au fost preluate simultan. În cadrul misiunii tandem a ERS-1 și ERS-2 cele două măsurători au fost efectuate consecutiv.

Această tehnică este, de asemenea, utilizată pentru aplicații la sol cu o metodă adecvată. În acest caz, ea se numește Ground Based Interferometric SAR (GBInSAR). În acest caz, schimbările din mediul înconjurător pot fi măsurate la milimetru, cum ar fi schimbările din calota glaciară, alunecările de teren, activitatea vulcanică, falii după cutremure și monitorizarea statică a structurilor.