ES2284886T3 - Sistema y procedimiento para procesar datos de radar de apertura sintetica sometidos a cartografiado con estrabismo. - Google Patents
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Abstract
Sistema para procesar datos de radar de apertura sintética sometidos a cartografiado con estrabismo, que comprende: unos primeros medios (12) para realizar la compresión asociada al alcance de los datos; unos segundos medios (14) para alinear los datos realizando una transformación de coordenadas con respecto a los datos; unos terceros medios (16) para realizar una transformada de Fourier asociada al azimut con respecto a los datos transformados; unos cuartos medios (18) para proporcionar una interpolación de migración en la dirección del alcance de los datos transformados; unos quintos medios (20) para eliminar las variaciones de fase en los datos transformados sometidos a interpolación en la dirección del alcance; unos sextos medios (22) para realizar un recartografiado de frecuencias de los datos sometidos a eliminación de variaciones de fase e interpolación en la dirección del alcance; unos séptimos medios (24) para realizar una transformada inversa de Fourier asociada al azimut con respecto a los datos sometidos a recartografiado de frecuencias.
Description
Sistema y procedimiento para procesar datos de
radar de apertura sintética sometidos a cartografiado con
estrabismo.
La presente invención se refiere a radares. Más
particularmente, la presente invención se refiere a los sistemas y
procedimientos para las señales de radares de apertura
sintética.
Los sistemas de radar se utilizan para una
diversidad de aplicaciones. En ciertas aplicaciones, se prefieren
ciertos tipos de radares. Por ejemplo, en numerosas aplicaciones de
aeronaves y de satélites, frecuentemente se utilizan radares de
apertura sintética (SAR). Los radares de apertura sintética generan
imágenes de blancos situados en la tierra desde el aire (véase la
entrada "Radar" en Microsoft® Encarta® Encyclopedia
2000). Un sistema SAR utiliza el movimiento del avión o el
satélite donde está instalado para que la antena parezca mucho más
grande de lo que es. La capacidad del radar para diferenciar entre
dos objetos situados a poca distancia uno del otro depende de la
anchura del haz propagado por la antena. Cuanto más estrecho sea el
haz, mejor será la resolución. Para obtener un haz estrecho, es
necesario utilizar una antena grande. Los sistemas SAR están
limitados a las antenas relativamente pequeñas con un haz ancho,
debido a que éstas deben ir alojadas dentro de un avión o un
satélite. No obstante, se dice que los sistemas SAR son de
apertura sintética, porque la antena parece ser más grande
de lo que es. Esto se debe a que el avión o el satélite en
movimiento permiten al sistema SAR efectuar mediciones repetitivas
desde posiciones diferentes. Un procesador situado a bordo o en
tierra procesa estas señales para que parezca que proceden de una
antena fija de gran tamaño en lugar de una antena pequeña en
movimiento. Este es el principio según el cual el SAR proporciona
una resolución fina en la dirección de vuelo. Para obtener una
resolución fina en la dirección perpendicular a la línea de vuelo,
habitualmente se emplea una técnica de compresión de impulsos. Esta
técnica proporciona una alta relación señal-ruido
mediante la transmisión de impulsos largos de banda ancha y obtiene
una alta resolución mediante la compresión de los impulsos, gracias
a la cual los impulsos largos se convierten en impulsos cortos.
La resolución de los radares de apertura
sintética puede ser suficientemente alta como para captar objetos
individuales tan pequeños como los automóviles. Habitualmente, el
avión o el satélite equipado con el radar SAR sobrevuela el objeto
que constituye el blanco. En los radares de apertura sintética
inversa, es el blanco el que se desplaza con respecto a la antena
del radar.
El cartografiado mediante SAR se suele realizar
con un ángulo de 90 grados en relación con el vector de la
velocidad del vehículo. Los ángulos superiores o inferiores a 90º se
denominan "ángulos de estrabismo". Frecuentemente, es
necesario realizar un cartografiado SAR con un ángulo de estrabismo
para superar las restricciones de la trayectoria de vuelo de los
radares SAR aéreos o las restricciones de la órbita de los radares
SAR espaciales. El procesamiento de los datos SAR recopilados con
un ángulo de estrabismo constituye una tarea muy laboriosa, debido
a la constante variación de la distancia entre el radar y el blanco
situado en tierra. Este efecto denominado "desplazamiento en la
dirección del alcance" determina que la respuesta lineal del
azimut de los blancos aparezca sesgada con respecto a la dirección
de vuelo.
Hace dos décadas, los principales problemas
asociados al procesamiento de estos datos eran el coste de la gran
memoria necesaria para almacenar los datos bidimensionales
intermedios y la degradación de la respuesta al impulso debido a la
ausencia de algoritmos de procesamiento diseñados para el
cartografiado con estrabismo. En los últimos años, el coste de la
memoria se ha reducido drásticamente y se han propuesto algoritmos
de procesamiento de alta calidad. Las propuestas anteriores para el
procesamiento de datos SAR en modalidad de estrabismo incluyen (1)
el algoritmo de formato polar, (2) el algoritmo de
alcance-Doppler (RDA) y el algoritmo RDA con
compresión secundaria del alcance, (3) algoritmo de migración en la
dirección del alcance (RMA) y (4) algoritmo de escala de pulso
modulado en frecuencia (CSA).
Desgraciadamente, estas propuestas anteriores
adolecen de muchos inconvenientes. Por ejemplo, los inconvenientes
asociados al algoritmo de formato polar en el procesamiento en
modalidad de estrabismo incluyen (1) la discontinuidad de la
amplitud y la fase de los píxeles entre subdivisiones de imágenes y
(2) la considerable complejidad asociada al sistema de
subdivisiones. Además, el algoritmo de
alcance-Doppler con compresión secundaria del
alcance puede manejar datos en modalidad de estrabismo hasta cierto
límite de ángulo. Por encima de este límite, el rendimiento de su
respuesta al impulso se reduce en gran medida.
En los sistemas RMA y CSA, la compresión
asociada al azimut incluye transformadas rápidas de Fourier (FFT)
de dos dimensiones. Para obtener una eficacia óptima, habitualmente
se integra la compresión asociada al alcance con la compresión
asociada al azimut. Esto dificulta mucho la integración correcta de
otros procedimientos, incluidos el autofoco, la ponderación de la
respuesta al impulso y la compensación radiométrica, dentro de la
cadena de procesamiento.
Dicho brevemente, en estos algoritmos, ha
resultado difícil mejorar la eficacia de la cadena de procesamiento
completa, incluido el procesamiento de autofoco, la ponderación de
la respuesta al impulso, la rotación de coordenadas y la
compensación radiométrica. Además, debido a la complejidad de estos
algoritmos, el coste asociado al desarrollo y el mantenimiento del
software ha sido relativamente alto.
En el artículo "Algorithms for
X-SAR processing" de Richard Bamler, Helka Breit,
Ulrich Steinbrecher, Dieter Just, publicado en Proceedings of the
IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 18 a 21
de agosto de 1993, Tokio, Japón, páginas 1589-1592,
XP000467670 (en lo sucesivo denominado "el artículo de
Barnier"), se dan a conocer algoritmos para el procesamiento
X-SAR. En el artículo de Barnier se indica cómo se
realiza la compresión asociada al alcance de los datos
X-SAR, la corrección radiométrica, la FFT asociada
al azimut, la corrección de la migración en la dirección del alcance
y el filtrado y la FFT inversa asociados al azimut. El artículo de
Barnier no trata sobre el cartografiado con estrabismo y, en
particular, tampoco trata sobre la alineación de los datos ni sobre
cómo se realiza el recartografiado de las frecuencias de los
datos.
Así pues, se plantea la necesidad de disponer
dentro de la técnica de un sistema o un procedimiento mejorado para
procesar datos de radar de apertura sintética cartografiados con
estrabismo.
Dicha necesidad planteada dentro de la técnica
es abordada por el sistema y el procedimiento para procesar datos
de radar de apertura sintética cartografiados con estrabismo de la
presente invención. El procedimiento de la presente invención
comprende las etapas de la reivindicación 3.
Después de la operación de alineación de datos,
tal vez se considere oportuno realizar una compresión asociada al
azimut en la dimensión del azimut utilizando un algoritmo de
alcance-Doppler. No obstante, los blancos que se
hallan en la misma célula de la dirección del alcance pero en
diferentes ángulos de azimut se asocian a diferentes parámetros de
enfoque. Por consiguiente, una única función de referencia de azimut
no será capaz de enfocar todos los blancos de la misma célula de la
dirección del alcance. Según la presente invención, se hace frente
a este problema realizando un procedimiento de recartografiado de
las frecuencias para el espectro de azimut después de la
interpolación de la migración en la dirección del alcance, y una
operación de multiplicación de referencia de azimut. Esto elimina
el término de fase cuadrática asociado a cada blanco, de tal forma
que después de la FFT inversa asociada al azimut se obtendrá un
impulso enfocado.
En algunos sistemas SAR en los que la diferencia
de parámetros de enfoque en una célula de la dirección del alcance
es significativa y, por lo tanto, una sola curva de migración en la
dirección del alcance no puede aproximar todos los blancos, se
producirá una ligera degradación en la respuesta al impulso final.
Según la presente invención, puede añadirse un filtro de variantes
espaciales con un pequeño núcleo espacial de dos dimensiones para
proporcionar una comprensión de impulsos posterior.
La Figura 1 es un diagrama que representa la
geometría del cartografiado en modalidad de estrabismo de un radar
de apertura sintética convencional en el plano inclinado.
La Figura 2a es un diagrama que representa los
datos históricos del alcance inclinado para el blanco dos con
respecto a una apertura sintética.
La Figura 2b es un diagrama que representa los
datos históricos del alcance inclinado para el blanco tres con
respecto a una apertura sintética.
La Figura 3 es un diagrama que representa una
plataforma para la alineación de los datos no procesados según la
técnica convencional.
La Figura 4 es un diagrama que representa un
sistema para procesar datos SAR en modalidad de estrabismo según la
presente invención.
La Figura 4(a) es un gráfico que
representa el resultado de la rutina de compresión asociada al
alcance del sistema para procesar datos SAR en modalidad de
estrabismo según la presente invención.
La Figura 4(b) es un gráfico que
representa el resultado de la rutina de alineación de datos del
sistema para procesar datos SAR en modalidad de estrabismo según la
presente invención.
La Figura 4(c) es un gráfico que
representa el resultado de la operación FFT asociada al azimut para
procesar datos SAR en modalidad de estrabismo según la presente
invención.
La Figura 4(d) es un gráfico que
representa el resultado de la operación de interpolación de la
migración en la dirección del alcance del sistema para procesar
datos SAR en modalidad de estrabismo según la presente
invención.
La Figura 4(e) es un gráfico que
representa el resultado de la operación de multiplicación de
referencia de azimut del sistema para procesar datos SAR en
modalidad de estrabismo según la presente invención.
La Figura 4(f) es un gráfico que
representa el resultado de la operación de recartografiado de
frecuencias del sistema para procesar datos SAR en modalidad de
estrabismo según la presente invención.
La Figura 4(g) es un gráfico que
representa el resultado de la operación FFT inversa asociada al
azimut del sistema para procesar datos SAR en modalidad de
estrabismo según la presente invención.
A continuación, se describirán unas formas de
realización ilustrativas y unos ejemplos de aplicaciones haciendo
referencia a los dibujos adjuntos para dar a conocer las ventajas de
la presente invención.
Aunque la presente invención se describe con
referencia a unas formas de realización ilustrativas de unas
aplicaciones particulares, deberá tenerse en cuenta que la presente
invención no se limita a éstas. Los expertos en la materia con un
conocimiento medio y con acceso a la información proporcionada en la
presente memoria sabrán reconocer modificaciones, aplicaciones y
formas de realización adicionales dentro del alcance de la presente
invención, y campos adicionales en los que la presente invención
tendrá una utilidad significativa.
El algoritmo de alcance-Doppler
original fue formulado en unas coordenadas que incluían el alcance,
el tiempo de retardo y el efecto Doppler. Según el procedimiento
alcance-Doppler ampliado de la presente invención,
se formulan unas coordenadas que incluyen el alcance (r), la
coordenada de la dirección del vuelo (x), la coordenada de azimut
(x') y el correspondiente espacio de frecuencia k_{r}, k_{x} y
k_{x}'.
La Figura 1 es un diagrama que representa la
geometría del cartografiado en modalidad de estrabismo de un radar
de apertura sintética convencional en el plano inclinado. El ángulo
de estrabismo es \theta_{s}. En la zona de cobertura del radar,
existen tres blancos puntuales 1, 2 y 3 dentro de la misma línea
perpendicular a la dirección de la línea de visión entre el radar y
el centro de la zona de cobertura. Los blancos 1 y 3 se hallan en
el borde de la zona de cobertura delimitada por \Deltax.
Los datos históricos del alcance del blanco 2
vienen proporcionados por:
\vskip1.000000\baselineskip
La serie de Taylor de la anterior ecuación
es:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El análisis numérico indica que los términos de
orden superior son muy pequeños comparados con la longitud de
onda.
Las Figuras 2a y 2b son diagramas que
representan los datos históricos del alcance inclinado para el
blanco 2 y el blanco 3 con respecto a una apertura sintética. Los
datos históricos del alcance inclinado para el blanco 1 y el blanco
3 con respecto a las correspondientes aperturas sintéticas vienen
proporcionados por las ecuaciones siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en las que R1 = R2
+\Deltax/2.tan\theta_{s} y R3 = R2 -
\Deltax/2.tan\theta_{s}.
La respuesta de blanco puntual del blanco 2 con
compresión asociada al alcance puede expresarse como:
siendo r_{d}(x) =
r2(x) - r_{0} y \theta2(x) = -
\frac{4\pi}{\lambda} \cdot r2(x) \cdot r_{0} la nueva
referencia de alcance de los datos recopilados para eliminar el
gran sesgo de alcance provocado por la distancia de
cartografiado.
En la ecuación (4), la respuesta es un impulso
intenso situado a lo largo de la dimensión del alcance, que sigue
una función SINC4. Esto se basa en el supuesto de que no se aplica
ninguna ponderación de impulsos de alcance. En la dimensión de las
X, se obtiene una línea ligeramente curva. La forma de la línea
sigue la función r_{d}(x). A lo largo de esta línea curva,
S2(r,x) es aproximadamente una señal FM lineal, excepto por
un pequeño término de tercer orden (véase la ecuación (2)).
En el procesamiento SAR en modalidad de
estrabismo, se realiza en primer lugar la compresión asociada al
alcance para los datos no procesados.
Según la presente invención, una vez realizada
la compresión asociada al alcance, se realiza la alineación de los
datos, eliminándose de ese modo la parte lineal de la migración en
la dirección del alcance, de tal forma que la respuesta de blanco
puntual será similar a la del caso de un blanco distribuido, con la
ventaja de que el espectro de una respuesta de blanco puntual puede
seguir la de la ecuación de alcance-Doppler
original. Esta alineación incluye la traslación en la dirección del
alcance y el escalado de la distancia en la dirección del azimut.
Esta transformación de coordenadas puede considerarse un cambio de
la trayectoria de vuelo de x a x', como se representa en la
Figura 3.
Figura 3.
La Figura 3 es un diagrama que representa una
plataforma para la alineación de datos no procesados según la
técnica convencional. Las nuevas coordenadas vienen proporcionadas
por:
En este nuevo sistema de coordenadas, la
respuesta de blanco puntual del blanco 2 con compresión asociada al
alcance es proporcionada por:
siendo
y
La ecuación (7) indica que la respuesta de
blanco puntual después de la alineación sigue la trayectoria de
migración en la dirección del alcance, siendo principalmente el
término de segundo orden similar al del caso distribuido. Debe
tenerse en cuenta que existe un pequeño término de tercer orden en
la migración en la dirección del alcance r'_{d}(x').
Análogamente, el término de fase de la ecuación (8) también presenta
un término de segundo orden dominante y un pequeño término de
tercer orden.
El algoritmo de alcance-Doppler
se basa en la ecuación del espectro asociado al azimut de la
respuesta de blanco puntual, que es la transformada de Fourier de
la respuesta de blanco puntual aplicada solamente en la dirección
del azimut. El espectro asociado al azimut deberá adoptar la forma
siguiente:
Para obtener expresiones para
\hat{r}_{d}(kx') y \psi2(kx'), es necesario
obtener primero la transformada de Fourier de
exp{j\theta2(x')}, es decir,
Simplificando \theta2(x'), se
obtiene:
Según el principio de fase estacionaria, el
resultado de la ecuación (10) se obtiene introduciendo el valor del
punto de fase estacionaria en \theta2(x') -
kx'-x'. El punto de fase estacionaria puede
calcularse de la siguiente manera:
La solución de la ecuación (12) es x'_{0}
\cong \frac{kx'}{2.a2\cdot}. Por consiguiente, el término
\psi2(kx') de la ecuación (10) puede expresarse como:
Por consiguiente, la trayectoria de migración en
la dirección del alcance para la ecuación (9) viene proporcionada
por:
Dado el espectro asociado al azimut de un blanco
puntual, es posible alinear los datos utilizando el procedimiento
de procesamiento de alcance-Doppler de la presente
invención.
La Figura 4 es un diagrama que representa un
sistema para procesar datos SAR en modalidad de estrabismo según la
presente invención. Como se representa en el diagrama de bloques de
la Figura 4, el sistema de procesamiento de
alcance-Doppler 10 realiza una FFT asociada al
azimut, una interpolación de la migración en la dirección del
alcance, una multiplicación de referencia de azimut y una FFT
inversa asociada al azimut. Los expertos en la materia apreciarán
que, en la mejor modalidad, el sistema 10 representado en la Figura
1 se implementará en software en un microprocesador. Los datos SAR
no procesados suministrados desde una antena de radar de apertura
sintética convencional y un receptor con un convertidor
analógico-digital (ninguno de los cuales se
representa) se proporcionan a una rutina de compresión asociada al
alcance 12. En la Figura 4(a), se representa el resultado de
la rutina de compresión asociada al alcance. A continuación, la
rutina 14 realiza una operación de alineación de datos. En la
Figura 4(b), se representa el resultado de la rutina de
alineación de datos 14. La rutina 16 aplica la transformada rápida
de Fourier asociada a la azimut a los datos alineados. En la Figura
4(c), se representa el resultado de la operación FFT asociada
al azimut. A continuación, la rutina 18 lleva a cabo la
interpolación de la migración en la dirección del alcance. El
resultado de esta rutina se representa en la Figura 4(d).
Estos datos se multiplican por un valor de referencia de azimut en
la rutina 20. En la Figura 4(e), se representa el resultado
de esta rutina.
Con los datos de modalidad de estrabismo, el
parámetro de enfoque varía con la posición de azimut; por
consiguiente, es necesario realizar un procesamiento adicional
antes de efectuar la FFT inversa asociada al azimut. Este
procedimiento constituye lo que se denomina interpolación de kx' a
kx''. A continuación, se describe la forma de la función de
referencia de azimut y de la interpolación de kx' a kx''.
Según la presente invención, el resultado de la
rutina de multiplicación de referencia de azimut es interpolado de
kx' a kx''. En la Figura 4(f), se representa el resultado de
esta interpolación. A continuación, la rutina 24 realiza la
operación de FFT inversa asociada al azimut. En la Figura
4(g), se representa el resultado de la transformada FFT
inversa.
A continuación, se da a conocer el
funcionamiento del sistema 10 de forma más exhaustiva.
En la compresión asociada al azimut, la función
de referencia de azimut elimina la variación de la fase en el
espectro de la respuesta de blanco puntual. Esto se consigue
permitiendo que la fase de la función de referencia de azimut
adopte el valor negativo de la fase del blanco excluyendo su término
constante. Por lo tanto:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Excluyendo el término constante, la fase del
espectro de los tres blancos puntuales representados en la Figura 1
viene proporcionada por las siguientes ecuaciones:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Una vez que la función de referencia de azimut
ha sido multiplicada por estas respuestas, el término de fase de
tercer orden resulta despreciable para todos los blancos. Esto no se
cumple para el término de segundo orden. La fase de los espectros
de los tres blancos puntuales puede calcularse de la siguiente
forma:
Para \theta_{s} = 0, estas fases vienen
proporcionadas por:
\vskip1.000000\baselineskip
La operación de transformada inversa de Fourier
realizada por la rutina 24 lleva hasta los tres blancos puntuales
situados en - \frac{\Delta x}{2}, 0 y \frac{\Delta x}{2}.
Según la presente invención, el término de fase
cuadrática de la ecuación (16) es eliminado cambiando las
coordenadas kx' por unas nuevas coordenadas de frecuencia kx''
definidas por:
Para transformar de kx' a kx'', es necesario
hallar la solución de kx' con unas coordenadas kx'' dadas. La
solución es simplemente:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En la interpolación de la migración en la
dirección del alcance, la curva de migración en la dirección del
alcance sigue la curva de un blanco situado en el centro del haz.
Por consiguiente, se produce cierto desajuste entre esta curva y la
de los blancos situados en el borde del haz. En la mayoría de
sistemas SAR, este desajuste es muy ligero y, en consecuencia, no
se producirá ninguna degradación perceptible en la respuesta al
impulso final. No obstante, en algunos sistemas SAR, tal vez se
produzca una degradación notable en la respuesta al impulso final.
En dichos casos, puede añadirse un filtro espacial 2D 26, como el
representado en la Figura 5, para corregir esta degradación. La
curva de migración en la dirección del alcance seleccionada en la
interpolación de la migración en la dirección del alcance sigue los
términos de orden superior de la ecuación (7), es decir:
siendo R2 el alcance inclinado del
blanco situado en el centro del
haz.
Para los blancos alejados del centro del haz, el
alcance inclinado será diferente de R2. Suponiendo que la distancia
en la dirección del azimut desde el centro del haz de un blanco es
igual a dx, el alcance inclinado será R = R2 + dx \cdot tan
\theta_{s}. Por consiguiente, la correspondiente curva de
migración del alcance viene proporcionada por:
En la frecuencia espacial de dos dimensiones, la
desviación de la curva de la migración en la dirección del alcance
lleva hasta la fase no compensada de:
\vskip1.000000\baselineskip
Por consiguiente, el núcleo del filtro espacial
2D viene dado por la transformada inversa de Fourier de
exp{\Delta\psi(kx', kr), es decir:
La Figura 5(b) representa el resultado
del filtro espacial 2D 26.
La presente invención ha sido descrita haciendo
referencia a una forma de realización particular para una
aplicación particular. Los expertos en la materia con un
conocimiento medio y con acceso a la presente memoria sabrán
reconocer modificaciones, aplicaciones y formas de realización
adicionales comprendidas dentro del alcance de la presente
invención.
Por consiguiente, las reivindicaciones adjuntas
pretenden abarcar todas y cada una de dichas aplicaciones,
modificaciones y formas de realización comprendidas dentro del
alcance de la presente invención.
Claims (4)
1. Sistema para procesar datos de radar de
apertura sintética sometidos a cartografiado con estrabismo, que
comprende:
unos primeros medios (12) para realizar la
compresión asociada al alcance de los datos;
unos segundos medios (14) para alinear los datos
realizando una transformación de coordenadas con respecto a los
datos;
unos terceros medios (16) para realizar una
transformada de Fourier asociada al azimut con respecto a los datos
transformados;
unos cuartos medios (18) para proporcionar una
interpolación de migración en la dirección del alcance de los datos
transformados;
unos quintos medios (20) para eliminar las
variaciones de fase en los datos transformados sometidos a
interpolación en la dirección del alcance;
unos sextos medios (22) para realizar un
recartografiado de frecuencias de los datos sometidos a eliminación
de variaciones de fase e interpolación en la dirección del
alcance;
unos séptimos medios (24) para realizar una
transformada inversa de Fourier asociada al azimut con respecto a
los datos sometidos a recartografiado de frecuencias.
2. Invención según la reivindicación 1, que
comprende asimismo un filtro espacial de dos dimensiones (26)
acoplado a la salida de los séptimos medios.
3. Procedimiento para procesar datos de radar de
apertura sintética sometidos a cartografiado con estrabismo, que
comprende las etapas siguientes:
realizar la compresión asociada al alcance de
los datos;
alinear los datos mediante una transformación de
coordenadas con respecto a los datos;
realizar una transformada de Fourier asociada al
azimut con respecto a los datos alineados;
proporcionar una interpolación de migración en
la dirección del alcance de los datos transformados;
eliminar las variaciones de fase en los datos
sometidos a interpolación asociada al alcance;
realizar recartografiado de frecuencias de los
datos sometidos a eliminación de variaciones de fase e interpolación
asociada al alcance; y
realizar una transformada inversa de Fourier
asociada al azimut con respecto a los datos sometidos a
recartografiado de frecuencia.
4. Invención según la reivindicación 3, que
comprende asimismo la etapa de aplicar un filtro espacial de dos
dimensiones a los datos sometidos a la transformada inversa.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/880,244 US6492932B1 (en) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | System and method for processing squint mapped synthetic aperture radar data |
| US880244 | 2001-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2284886T3 true ES2284886T3 (es) | 2007-11-16 |
Family
ID=25375827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| US7570214B2 (en) | 1999-03-05 | 2009-08-04 | Era Systems, Inc. | Method and apparatus for ADS-B validation, active and passive multilateration, and elliptical surviellance |
| US7782256B2 (en) | 1999-03-05 | 2010-08-24 | Era Systems Corporation | Enhanced passive coherent location techniques to track and identify UAVs, UCAVs, MAVs, and other objects |
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| US6670907B2 (en) * | 2002-01-30 | 2003-12-30 | Raytheon Company | Efficient phase correction scheme for range migration algorithm |
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| US6781541B1 (en) * | 2003-07-30 | 2004-08-24 | Raytheon Company | Estimation and correction of phase for focusing search mode SAR images formed by range migration algorithm |
| US7006031B1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-02-28 | Raytheon Company | Interrupt SAR image restoration using linear prediction and Range Migration Algorithm (RMA) processing |
| US7183965B2 (en) * | 2004-11-23 | 2007-02-27 | Raytheon Company | Efficient stripmap SAR processing for the implementation of autofocus and missing pulse restoration |
| ITMI20051912A1 (it) * | 2005-10-11 | 2007-04-12 | Milano Politecnico | Metodo ed impianto di acquisizione di dati uso di diedri per acquisizione di dati |
| US7965227B2 (en) | 2006-05-08 | 2011-06-21 | Era Systems, Inc. | Aircraft tracking using low cost tagging as a discriminator |
| DE102007031020B3 (de) * | 2007-07-04 | 2008-12-24 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zur Verarbeitung von TOPS(Terrain Observation by Progressive Scan)-SAR(Synthetic Aperture Radar)-Rohdaten und Verwendung des Verfahrens |
| US7629920B1 (en) | 2007-09-26 | 2009-12-08 | Lockheed Martin Corporation | Entropy method for range alignment for integration of target returns |
| DE102009008295B4 (de) * | 2009-02-10 | 2014-07-10 | Rst Raumfahrt Systemtechnik Gmbh | Verfahren zur effizienten Verarbeitung von Rohdaten von SAR-Sensoren zur Bilderzeugung |
| US8344942B2 (en) | 2010-04-29 | 2013-01-01 | Raytheon Company | System and method for resolving ambiguity in radar, lidar, and acoustic systems |
| CN102141611B (zh) * | 2010-12-29 | 2013-02-13 | 电子科技大学 | 斜视合成孔径雷达多普勒模糊数快速测定方法 |
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| US8704703B2 (en) * | 2011-08-16 | 2014-04-22 | The Mitre Corporation | Pseudosynchronizer for an unsynchronized bistatic radar system |
| US9239383B2 (en) * | 2012-01-10 | 2016-01-19 | Raytheon Company | Wide beam SAR focusing method using navigation solution derived from autofocus data |
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| US6144333A (en) * | 1999-08-13 | 2000-11-07 | Raytheon Company | Method for estimating gain and phase imbalance using self-calibrating monopulse angle discriminants in a monopulse radar system |
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