DE3536441C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung bildhafter und nichtbildhafter Darstellungen unter Verwendung von Doppler- und Phaseninformationen - auch nach dem Prinzip der synthetischen Apertur - aus elektromagnetischen oder akustischen Signalen bei ruhenden oder bewegten Sensorträgern.

Bei den bisher zur Anwendung gelangenden Methoden zur Gewinnung entsprechender Doppler- und Phaseninformationen für die Erzeugung bildhafter und nichtbildhafter Objekt- und/oder Szenendarstellungen ist eine Relativbewegung des Empfängers zum Objekt zur Erzeugung des Dopplereffektes sowie eine gewisse Beobachtungszeit zur Aufnahme der Phasenhistorie notwendig. Auch dem bereits aus der Literatur bekannten System (A. R. Beasley, Synthetic Aperture Radar Signal Processing for Airborne Applications, The Marconi Review, Second Quarter 1982, 106-120) ist aus prinzipiellen Gründen die Erfassung relevanter Dopplerinformationen nicht möglich, wenn keine entsprechende Relativbewegung zwischen Objekt und Empfänger erfolgt.

Ein ebenfalls aus der Literatur bekannter Doppler-Peiler sendet keine eigenen elektromagnetischen Strahlen aus, sondern baut auf den direkten Empfang einer Strahlungsquelle auf. Eine Reflexion an Objekten in einer Szene ist nicht funtionsbedingt. Dieses Gerät erhöht die Peilgenauigkeit durch Nutzung der Merkmale der empfangenen Strahlung zur präzisen Bestimmung von Richtung und Ausgangsort. Eine bildhafte Rekonstruktion der umgebenden Szene bzw. des Objekts aufgrund der Signalparameter ist nicht möglich. Auch die nichtbildhafte Darstellung umfaßt lediglich die graphische nichtszenische Darstellung der Signalparameter, nicht jedoch die des sendenden Objektes oder dessen Umgebung. Die Tatsache, daß sich das Gerät auf einer beweglichen Plattform anbringen läßt, ändert dessen Meßeigenschaften nicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Erfassungssystem so auszubilden, daß sowohl von ruhenden als auch bewegten Trägern aus bildhafte und nichtbildhafte Darstellungen aus elektromagnetischen oder/und akustischen Signalen - auch nach dem Prinzip der synthetischen Apertur - möglich sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Erfassungssystem mit den Merkmalen gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 3.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in Anspruch 2 angegeben.

Die beim Einsatz ruhender Trägerplattformen nicht auftretenden Doppler- und Phaseneffekte werden in der vorliegenden Erfindung durch eine definierte, bevorzugte jedoch kreisförmige Bewegung des Empfangsteils erzielt. Sende- und Empfangssystem sowie Relativbewegung des den Empfangsteil tragenden Strukturelements einer Trägerplattform sind zur Nutzung der Phaseninformationen entsprechend abgestimmt. Die Relativbewegung kann durch mechanische oder elektronische Maßnahmen erreicht werden. Die Lage der Bewegungsebene und der Beobachtungsebene sind dem Anwendungsfall anpaßbar. Liegen sie parallel zur Szenenebene, dann wird die Doppler- und Phaseninformation des Umfeldes um die Drehachse aufgenommen, nicht jedoch der um die Verlängerung der Drehachse liegende Szenenbereich. Liegt die Drehebene der den Empfangsteil tragenden Strukturelemente senkrecht zur Szenenebene, wird auch der unterhalb der Trägerplattform liegende Bereich erfaßt. Eine Kopplung bzw. Kombination der genannten horizontalen und vertikalen Relativbewegung des Sensorteils er­ laubt die vollständige Erfassung des gesamten Um­ feldes der Trägerplattform. Zusätzlich kann durch Eigenbewegungen der Trägerplattform selbst die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten noch vergrößert werden. Die das Erfassungssystem tragenden Strukturelemente können gleichzeitig auch eine tragende, auftriebs- und/oder bewegungserzeugende Funktion erfüllen. Bei der Anwendung dieses Ver­ fahrens in der Unterwasserortung werden akustische Signale und dementsprechende Sende- und Empfangs­ geräte verwendet.

Die zeichnerische Darstellung zeigt in

Fig. 1 eine mechanisch vertikal, in

Fig. 2 mechanisch horizon­ tal rotierende Sende- und Empfangskeule und in

Fig. 3 die Kombination beider auf gemeinsamer Trägerplatt­ form.

Nichtmechanisch bewegte Sende- und Empfangs­ keulen sind ebenso möglich wie die Lokalisierung des Senders außerhalb der Trägerplattform. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die nach­ stehenden ziffermäßigen Bezeichnungen in allen Abbildungen gleichen Begriffen zugeordnet. 1 Szenen­ oberfläche, 2 Rotierendes Strukturelement der Träger­ plattform, 3 Objekt, 4 Sende- und Empfangskeule, 5 Sender/Empfänger - Sender kann auch auf 6 oder außerhalb der Trägerplattform lokalisiert sein. 6 Trägerplattform, 7 Erfaßter Szenenstreifen.

Claims (3)

1. Erfassungssystem aufbaubar auf ruhende oder bewegliche Träger zur Erstellung bildhafter und nichtbildhafter Darstellungen aus elektro­ magnetischen oder/und akustischen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Szene oder ein Objekt auf der Grundlage von Doppler- und Phaseninformationen von einer auf einem statischen Standpunkt oder auf einem Land- bzw. Wasserfahrzeug oder Flugobjekt aufgebauten bewegten Trägerplattform aus durch eine Relativbewegung des Sensors erfaßt wird.

2. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger sich nicht auf der gleichen Plattform zu befinden brauchen und daß das aufnehmende Strukturelement des Trägers gleichzeitig eine tragende bzw. auftriebs- und/oder bewegende Funktion ausübt.

3. Erfassungssystem mit Sensor, aufbaubar auf ruhende oder bewegliche Träger zur Erstellung bildhafter und nicht bildhafter Darstellungen aus elektromagnetischen oder/und akustischen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß bei nichtbewegter Trägerplattform durch elektronisch rotierende Sensoren unter Ausnutzung der Doppler- und Phaseninformation nach dem Prinzip der synthetischen Apertur eine entfernungsunabhängige Auflösung ruhender und bewegter Objekte erfolgt.