ES2929017T3 - Sistema de radar interferométrico multibistático basado en tierra para medir deformaciones 2d y 3d - Google Patents

Sistema de radar interferométrico multibistático basado en tierra para medir deformaciones 2d y 3d Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un método y a un aparato para determinar un campo vectorial de desplazamiento (90) de un escenario (9), mediante un sistema de radar interferométrico basado en tierra operado en modo multibiestático y que comprende un dispositivo transceptor de radar principal (10) y al menos un dispositivo receptor de radar pasivo (20) dispuesto a una distancia predeterminada entre sí, en el que los osciladores (11, 21) de los al menos dos radares están sincronizados, en el tiempo y en la frecuencia, en particular según una señal procedente de un sistema de posicionamiento global (100). El método proporciona una etapa de determinación interferométrica (5) de al menos un primer mapa de desplazamiento (77) y un segundo mapa de desplazamiento (78) del escenario (9) entre un tiempo anterior (t') y un tiempo posterior (t"), expresado en un sistema de referencia global y teniendo cada uno una pluralidad de píxeles cada uno asociado a un respectivo dominio (8) del escenario (9). Los mapas de desplazamiento primero y segundo (77, 78) comprenden componentes de desplazamiento primero y segundo (41) del píxel, respectivamente, a lo largo de la línea de visión (15) del dispositivo de radar principal (10) y a lo largo de las bisectrices (19).) de un ángulo (θ) entre dicha línea de visión (15) y la línea de visión (25) del dispositivo de radar pasivo (20), para cada píxel. Se proporciona entonces un paso de combinar (80) los dos mapas de desplazamiento (77, 78), más detalladamente, la primera y la segunda componente (41, 42) de cada píxel, creando un campo vectorial de desplazamiento (90) de los desplazamientos ocurridos. entre el tiempo anterior (t') y el tiempo posterior (t"). La invención proporciona un aparato mucho más sencillo y menos costoso que el de la técnica anterior, en el que se utilizan una pluralidad de dispositivos de radar transceptores multimonoestáticos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de radar interferométrico multibistático basado en tierra para medir deformaciones 2D y 3D
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método y a un aparato para controlar la deformación de un cuerpo, es decir, para medir sistemáticamente los vectores de desplazamiento 2D y/o 3D del mismo, por medio de un sistema de radar interferométrico multibético basado en tierra.
Estas detecciones son útiles, en particular, para supervisar las condiciones de los elementos de la corteza terrestre, como en el caso de los desprendimientos, típicamente de minas, o para supervisar la estabilidad de estructuras tales como edificios, puentes y similares.
Resumen de la técnica anterior
Para detectar permanentemente las modificaciones de forma y/o dimensión de un cuerpo, se conocen técnicas en particular, que utilizan sistemas de radar interferométrico terrestre 20, también conocidos por el acrónimo "GBInRad". Como es sabido, los radares interferométricos funcionan emitiendo una señal de microondas de fase coherente, y recibiendo una señal reflejada por los objetivos de interés. La técnica interferométrica consiste en comparar dos mediciones consecutivas, en las que la fase de una medición se resta de la otra medición.
Los sistemas GBInRad ofrecen varias ventajas en comparación con otras técnicas de vigilancia de las deformaciones, entre las que se encuentran la teledetección, la sensibilidad a la deformación muy pequeña, es decir, hasta 0,1 mm, las mediciones a larga distancia, es decir, hasta 5 km, la capacidad de obtención de imágenes, es decir, que se pueden medir varios puntos a la vez, y los tiempos de exploración cortos, es decir, la capacidad de medición de la fase de la deformación.
En la monitorización de deformaciones mediante sistemas GBIn- 35 Rad, la diferencia de fase entre dos imágenes de radar está relacionada con la componente de deformación o desplazamiento a lo largo de la línea de visión, es decir, a lo largo de la línea que conecta el radar y el objetivo. En realidad, el principal inconveniente de estos sistemas es que son capaces de detectar las deformaciones que se producen a lo largo de la línea de visión solamente, mientras que los objetivos supervisados pueden deformarse en cualquier dirección de un espacio bidimensional o tridimensional.
Con el fin de superar el inconveniente mencionado, es decir, para detectar completamente un vector de desplazamiento mediante sistemas GBInRad, se han desarrollado aparatos que comprenden una pluralidad de estos sistemas que operan en un modo multimonostático y colocados en diferentes ubicaciones, dichos aparatos combinan las de­ formaciones de la línea de visión medidas por cada sistema, a fin de reconstruir completamente el vector de desplazamiento. Un ejemplo de ello se divulga en el documento US 2015/0309161. Sin embargo, el uso de varios sistemas de radar interferométrico complica la disposición y aumenta los costes de dichos aparatos, en particular, en relación con el consumo de energía.
Como alternativa, se han propuesto aparatos en los que un sistema GBInRad es operado en un modo multibístico. En otras palabras, uno o más transmisores operan junto con una pluralidad de receptores, típicamente con dos receptores, que están dispuestos en diferentes localizaciones, como en los sistemas de radar biestáticos. En particular, el sistema descrito en Mecatti D. y otros, "A novel ground- based multi bistatic radar for interferometric measure of displacement vector", Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2011 IEEE Internation- al. IEEE, 2011, tiene los inconvenientes básicos de requerir conexiones de radiofrecuencia entre los receptores y la unidad de radar principal, para que las señales procedentes de los recientes puedan llegar a la unidad de radar principal. En concreto, se utilizan cables coaxiales para las conexiones de radiofrecuencia en el sistema descrito. Los cables coaxiales no pueden ser demasiado largos, para evitar una pérdida de señal y un cambio de fase inaceptable, y esto restringe la distancia a la que pueden disponerse los receptores desde la unidad de radar principal.
Además, Mecatti D. al describe un elemento de transmisión estático, por lo que el dispositivo no es capaz de proporcionar una imagen del escenario, es decir, una imagen al menos bidimensional del mismo, sino sólo un perfil de alcance del mismo.
El documento CN104849712 (A) describe un aparato para el control de pequeñas deformaciones en 3D, que comprende tres dispositivos MI- MO-SAR (Radar de Apertura Sintética de Entrada Múltiple - Salida Múltiple) dispuestos en tres lugares diferentes para la detección de datos bajo tres ángulos diferentes. En una etapa de recepción, cada radar recibe señales de radar retrodispersadas por el escenario en respuesta a una señal transmitida por el propio radar, y en respuesta a señales transmitidas por los otros dos radares. Después de cada exploración del escenario, estas señales de retorno se envían a un ordenador principal, para obtener imágenes bajo tres ángulos de visión diferentes. Este aparato es capaz de reconstruir un campo vectorial de desplazamiento, pero los costes de equipamiento, instalación y funcionamiento son importantes.
Resumen de la invención
Por lo tanto, es una característica de la presente invención proporcionar un método para supervisar las deformaciones en un escenario, utilizando un único sistema de radar interferométrico terrestre operado en modo biestático, que hace posible detectar un campo vectorial de desplazamiento bidimensional o tridimensional de este escenario.
También es una característica de la invención proporcionar un aparato que lleve a cabo este método.
Estos objetos, y otros, se alcanzan mediante un método para determinar un campo vectorial de desplazamiento de un escenario deformable, que comprende las etapas de:
- Predisponer un dispositivo de radar principal que tiene una unidad de transmisión y una unidad de recepción para recibir de un primer campo visual;
- prever al menos un dispositivo de radar pasivo que tenga una unidad de recepción para recibir desde un segundo campo visual, a una distancia predeterminada del dispositivo de radar principal, el dispositivo de radar principal y el al menos un dispositivo de radar pasivo tienen osciladores respectivos asociados a la unidad de recepción y a la unidad de transmisiónel dispositivo de radar principal y el al menos un dispositivo de radar pasivo dispuestos de manera que el escenario esté incluido en una región común al primer campo visual y al segundo campo visual; en la que las etapas de preorganización del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo comprenden las etapas de medición de las posiciones respectivas y de las orientaciones respectivas en un sistema de refracción global
- sincronizar el al menos un dispositivo de radar pasivo con el dispositivo de radar principal, que comprende:- una etapa de alineación de una referencia temporal del dispositivo de radar principal con una referencia temporal de al menos un dispositivo de radar pasivo;
- una etapa de alineación de una referencia de frecuencia de oscilación de los osciladores del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo;
- determinar interferométricamente al menos un primer mapa de desplazamiento y un segundo mapa de desplazamiento del escenario entre un tiempo anterior y un tiempo posterior en el dispositivo de radar principal y en el al menos un dispositivo de radar pasivo, respectivamente, los al menos un primer mapa y un segundo mapa expresados en el sistema de referencia global, los al menos un primer mapa y un segundo mapa tienen cada uno una pluralidad de píxeles asociados cada uno a un dominio respectivo del escenario, el primer mapa de desplazamiento que comprende, para cada píxel propio, una primera componente de desplazamiento respectiva a lo largo de una primera línea de visión del dispositivo de radar principal con respecto al dominio, el segundo mapa de desplazamiento
El segundo mapa de desplazamiento comprende, para cada píxel propio, una segunda componente de desplazamiento respectiva a lo largo de la bisectriz de un ángulo formado por la primera línea de visión y por una segunda línea de visión del al menos un dispositivo de radar pasivo con respecto con respecto al dominio;
- combinar el primer mapa de desplazamiento y el segundo mapa de desplazamiento, en el que en cada píxel se combinan la primera componente de desplazamiento respectiva y la segunda componente de desplazamiento respectiva para obtener un desplazamiento de la línea de visión y combinan para obtener un vector de desplazamiento
Las etapas de medición de la posición y la orientación del dispositivo de radar principal y de los dispositivos de radar pasivos se llevan a cabo en un sistema de referencia global, como el sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator(UTM), para que puedan ser comparados entre sí.
De este modo, la modificación de la posición o de la orientación de la unidad de transmisión del dispositivo de radar principal, durante la exploración, permite al dispositivo de radar pasivo, o a cada dispositivo de radar pasivo, proporcionar un mapa de desubicación, como si el propio dispositivo de radar pasivo realizara una exploración. Es posible mostrar que este mapa de des- colocación se obtiene, para cada punto del escenario, como si el aparato comprendiera un segundo dispositivo de radar que comprende una unidad de transmisión, en lugar de un dispositivo de radar pasivo, el segundo radar dispuesto en el punto medio del segmento que une la posición del dispositivo de radar principal con la posición verdadera del dispositivo de radar pasivo.
En otras palabras, el dispositivo de radar pasivo, o uno de los dispositivos de radar pasivo, proporciona un mapa de desplazamiento del escenario a lo largo de una línea ideal o línea de visión que es la bisectriz del ángulo entre la línea de visión verdadera de un punto, con respecto al dispositivo de radar principal, y la línea de visión de ese punto con respecto al dispositivo de radar pasivo.
Si se conocen dos o tres mapas de desplazamiento del escenario, dependiendo de cuántos dispositivos de radar pasivos estén presentes, es decir, si se conocen dos o tres componentes, respectivamente, del vector de desplazamiento de cada dominio del escenario a lo largo de dos líneas, o de tres líneas no coplanares, el vector de desplazamiento puede calcularse mediante procedimientos analíticos convencionales, y por lo tanto el campo vectorial de desplazamiento bidimensional o tridimensional, respectivamente, del escenario, puede calcularse también.
En otras palabras, el aparato según la invención puede proporcionar una imagen del escenario que es la misma que la que proporcionaría un aparato convencional que comprende más de un de- vicio de radar que comprende tanto un receptor como un transmisor, con un coste de construcción, mantenimiento y operación considerablemente mayor, debido a la presencia de una pluralidad de transmisores.
Este funcionamiento del aparato según la invención sólo es posible si se realiza una sincronización precisa de tiempo y frecuencia entre el oscilador del dispositivo de radar pasivo, o los osciladores de los dispositivos de radar pasivo, y el oscilador del dispositivo de radar principal.
Preferiblemente, los pasos de alineación de la etapa de sincronización se llevan a cabo a través de una señal de referencia procedente de un sistema de posicionamiento global. Preferiblemente, el paso de alinear una referencia de tiempo se lleva a cabo dentro de un rango de tolerancia de tiempo predeterminado más estrecho que 10-8 segundos. Preferiblemente, el paso de alinear una referencia de frecuencia se lleva a cabo dentro de un rango de tolerancia de frecuencia más estrecho que 10-1 Hertz.
El uso de una señal de referencia procedente de un sistema de posicionamiento global para alinear las referencias de tiempo y de fase de los osciladores del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo permite una sincronización de tiempo y de fase sin requerir ninguna conexión por radiofrecuencia entre estos dispositivos, en particular sin requerir ninguna conexión por cable, como es el caso, en Mecatti et al (cit ), lo que supera los inconvenientes del arte previo. Esta sincronización puede llevarse a cabo por ejemplo, por medio de osciladores disciplinados por GPS provistos 5 en el dispositivo de radar principal y en el al menos un dispositivo de radar pasivo.
Según la invención, la etapa de determinación interferométrica de los mapas de desplazamiento primero y segundo comprende las etapas de:
- escanear primero y segundo el escenario, el primer y el segundo escaneo realizados a partir del tiempo anterior y del tiempo posterior, de la hora anterior y de la hora posterior, respectivamente, comprendiendo cada exploración primera y segunda una pluralidad de pasos consecutivos, comprendiendo cada paso consecutivo los pasos de:
- transmitir señales de transmisión de radar por el dispositivo de radar principal, en el que, en cada pasos, la señal de transmisión de radar es emitida por un elemento de transmisión de la unidad de transmisión del dispositivo de radar principal que tiene una posición de transmisión y/o de orientación diferente con respecto a otro de los pasos consecutivos;
- recibir, por parte del dispositivo de radar principal, de forma sincrónica y coherente a la etapa de transmisión, y adquirir los primeros datos en forma de señal de radar de retrodispersión del escenario
- recibir, por parte del al menos un dispositivo de radar pasivo, de radar pasivo, de forma sincrónica y coherente con la etapa de transmisión, y adquiriendo los segundos datos en forma de señal de radar dispersa del escenario;
- procesar los primeros datos y los segundos datos en el dispositivo de radar principal y en el al menos un dispositivo de radar pasivo, respectivamente, obteniendo una primera y una segunda imagen anterior del escenario, pertenecientes al tiempo anterior, y una primera y una primera y una segunda imagen posterior del escenario, correspondientes al tiempo posterior;
- comparar la primera imagen posterior con la primera imagen anterior, y la segunda imagen posterior con la segunda imagen anterior obtener un primer mapa de desplazamiento y un segundo mapa de desplazamiento del escenario, respectivamente, el primer y el segundo mapa de desplazamiento ex- presados en el sistema de referencia global, el primer y el segundo mapa de desplazamiento teniendo cada uno una pluralidad de píxeles, cada uno de ellos asociado a un respectivo dominio del escenario.
En particular, la etapa de procesamiento comprende una etapa de corrección de errores de sincronización que pueden haber ocurrido entre los osciladores.
En particular, la primera imagen anterior y la primera imagen posterior se forman en un sistema de referencia local del dispositivo de radar principal, mientras que la segunda imagen anterior y la segunda imagen posterior se forman en un sistema de referencia local.
Por ejemplo, el dispositivo de radar principal puede ser un radar de apertura sintética (SAR), en el que un mismo elemento de transmisión de la unidad de transmisión del dispositivo de radar principal tiene una posición diferente en cada uno de los pasos consecutivos.
Como alternativa, el dispositivo de radar principal puede ser un radar de apertura real (RAR), en el que el elemento de transmisión es un elemento de transmisión direccional girado alrededor de un eje y que tiene una orientación diferente en cada paso consecutivo.
En particular, el elemento de transmisión direccional giratorio puede estar configurado para emitir señales según un haz seleccionado entre un haz de lápiz y un haz de abanico.
Como alternativa, el dispositivo de radar principal puede ser un radar de matriz de fase activa, que comprende una pluralidad de elementos de transmisión que tienen diferentes posiciones, en las que un elemento de transmisión respectivo es operado en cada uno de los pasos consecutivos de la etapa de exploración en primer y segundo lugar para llevar a cabo la etapa de transmisión.
En una realización ejemplar, la primera y la segunda imágenes anteriores y la primera y la segunda imágenes posteriores son imágenes bidimensionales, y se proporciona un paso para adquirir un modelo digital tridimensional del escenario, este modelo digital tridimensional asocia tres coordenadas, expresadas en el mismo sistema de referencia global que se utiliza en los pasos de medición de las posiciones y orientaciones del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo, con el fin de asociar el campo vectorial de desplazamiento al modelo digital tridimensional.
El modelo digital de elevación puede obtenerse a partir de una base de datos, o bien puede obtenerse mediante mediciones.
Además del posicionamiento de los dispositivos y de la medición de su posición y orientación, como se ha mencionado anteriormente, las etapas de preordenación del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo pueden comprender también etapas de cálculo, para cada píxel del modelo digital de elevación (DEM), de la dirección correspondiente de la línea de visión a partir de la posición del dispositivo de radar principal y de la posición del al menos un dispositivo de radar pasivo.
En una realización ejemplar ventajosa, el paso de predisposición de al menos un dispositivo de radar pasivo proporciona la predisposición de un primer y un segundo dispositivo de radar pasivo que tienen una elevación diferente con respecto a cada uno, y el paso de determinación interferométrica genera un tercer mapa de desplazamiento que comprende, para cada píxel propio, un tercer componente de desplazamiento respectivo a lo largo de la bisectriz de un ángulo adicional formado por la primera línea de visión y una tercera línea de visión del segundo dispositivo de radar pasivo con respecto al dominio, de modo que el paso de combinar proporciona tres componentes del campo vectorial.
Como se ha descrito, esto permite combinar tres mapas de desplazamiento diferentes, uno que comprende la componentes de desplazamiento a lo largo de la línea de visión del dispositivo de radar principal, y los otros dos que comprenden los componentes a lo largo de las respectivas bisectrices de los ángulos entre la línea de visión del dispositivo de radar principal y las líneas de visión adicionales de la primera y la segunda de la línea de visión del dispositivo de radar principal y las líneas de visión del primer y segundo dispositivo de radar pasivo, respectivamente. Por lo tanto, a partir de esta combinación puede calcularse un campo vectorial tridimensional de dislocación, siempre que las líneas de visión adicionales mencionadas no sean coplanares.
En una realización ejemplar, el paso de disponer previamente al menos un dispositivo de radar pasivo proporciona una pluralidad de dispositivos de radar pasivos, y el método comprende un paso de cálculo de los componentes de desplazamiento cada uno como un valor medio de una pluralidad de valores obtenidos a partir de mediciones independientes, lo que permite calcular el campo vectorial de des- colocación con mayor precisión.
Ventajosamente, el paso de sincronización se lleva a cabo en los pasos de primera y segunda exploración, en particular, el paso de sincronización se lleva a cabo cada número predeterminado de pasos consecutivos de la exploración, más en particular, en cada paso de la exploración.
Los objetos mencionados se alcanzan también mediante un aparato para determinar un campo vectorial de desplazamiento de un escenario deformable, que comprende
- un dispositivo de radar principal que tiene una unidad de transmisión que comprende un elemento de transmisión; y una unidad de recepción para recibir de un primer campo visual
- al menos un dispositivo de radar pasivo que tenga una unidad de recepción para recibir desde un segundo campo visual, dicha unidad de recepción dispuesta a una distancia predeterminada del dispositivo de radar principal, l dispositivo de radar principal y el al menos un dispositivo de radar pasivo que tienen osciladores respectivos asociados a la unidad de recepción y a la unidad de transmisión; el dispositivo de radar principal y el menos un dispositivo de radar pasivo están dispuestos de tal manera que el escenario esté incluido en una región común al primer campo visual y al segundo campo visual el dispositivo de radar principal y el al menos un dispositivo de radar pasivo tienen posiciones respectivas y orientaciones respectivas en un sistema de referencia global
- un medio de sincronización para alinear una referencia temporal del dispositivo de radar principal con una referencia temporal un medio de sincronización para alinear una referencia temporal del dispositivo de radar principal con una referencia temporal del al menos un dispositivo de radar pasivo, y para alinear una referencia de frecuencia de los osciladores del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo
- un medio de exploración para explorar el escenario mediante la determinación interferométrica de al menos un primer mapa de desplazamiento y un segundo mapa de desplazamiento del escenario entre un tiempo anterior y un tiempo posterior en el dispositivo de radar principal y en el dispositivo de radar pasivo. respectivamente, el al menos un primer mapa y un segundo mapa expresados en el sistema de referencia global, el al menos un primer mapa y un segundo mapa teniendo cada uno una pluralidad de píxeles cada uno de los cuales está asociado a un dominio respectivo del escenario, el primer mapa de desplazamiento comprendiendo, para cada píxel propio un primer componente de desplazamiento respectivo a lo largo de una primera línea de visión del dispositivo de radar principal con respecto al dominio, el segundo mapa de desplazamiento que comprende, para cada píxel propio, un segundo componente de desplazamiento respectivo a lo largo de la bisectriz de un ángulo formado por la primera línea de visión y por una segunda línea de visión del al menos un dispositivo de radar pasivo con respecto al dominio
- un medio de cálculo para combinar el primer mapa de desplazamiento con el segundo mapa de desplazamiento, el medio de cálculo configurado para combinar la primera componente especulativa y la segunda componente respectiva en cada píxel para obtener un vector de desplazamiento del dominio respectivo entre el tiempo anterior y el tiempo posterior, a fin de formar el campo de vectores de desplazamiento.
Preferiblemente, los osciladores del dispositivo de radar principal y del al menos un dispositivo de radar pasivo son osciladores disciplinados por el GPS, y los medios de sincronización residen tanto en el oscilador disciplinado por el GPS del dispositivo de radar principal como en el oscilador disciplinado por el GPS del al menos un dispositivo de radar pasivo, y están configurados para recibir una señal de referencia del GPS y para proporcionar señales electrónicas oscilantes que respondan a la señal de referencia.
De acuerdo con la invención, los medios de exploración están configurados para hacer que el dispositivo de radar principal y el al menos un dispositivo de radar pasivo exploren primero y segundo el escenario a partir del tiempo anterior y del tiempo posterior, respectivamente, comprendiendo dichos pasos de exploración primero y segundo a su vez una pluralidad de pasos consecutivos, en los que los medios de exploración están configurados, en cada uno de los pasos consecutivos:
- hacer que el dispositivo de radar principal emita señales de transmisión, por medio del elemento de transmisión de la unidad de transmisión, donde una posición de transmisión y/o una orientación del elemento de transmisión es diferente con respecto a otro de los pasos consecutivos;
- poner el dispositivo de radar principal en modo de recepción, de forma sincrónica y coherente con las señales de transmisión del radar, para detectar los primeros datos en forma de señal de radar retrodispersada del escenario
- poner el dispositivo de radar pasivo en un modo de recepción, de forma sincrónica y coherente con las señales de transmisión del radar, a fin de detectar los segundos datos en forma de señal de radar dispersa procedente del escenario, y los medios informáticos están configurados
- procesar los primeros datos y los segundos datos en el dispositivo de radar principal y en el al menos un dispositivo pasivo dispositivo de radar, respectivamente, obteniendo una primera imagen anterior y una segunda imagen anterior del escenario, correspondientes al tiempo anterior, y una primera imagen posterior y una segunda imagen posterior del escenario, correspondientes al tiempo posterior;
- comparar la primera imagen posterior con la primera imagen anterior, y la segunda imagen posterior con la segunda imagen anterior, a fin de obtener un primer mapa de desplazamiento del escenario y un segundo mapa de desplazamiento del escenario, respectivamente, el primer y el segundo mapa expresados en el sistema de referencia global, el primer y el segundo mapa tienen cada uno una pluralidad de píxeles asociados a un dominio respectivo del escenario.
El dispositivo de radar principal puede seleccionarse entre un radar de apertura sintética (SAR), un radar de apertura real (RAR), que puede configurarse para emitir señales como un haz de lápiz o como un haz de abanico, y un radar de matriz de fase activa.
En una realización ejemplar ventajosa, el aparato comprende dos dispositivos de radar pasivos que tienen una elevación diferente uno respecto del otro, y los medios de exploración están configurados para calcular un tercer mapa de colocación que comprende, para cada píxel propio, una respectiva del tercer componente de desplazamiento a lo largo de la bisectriz de un ángulo entre la primera línea de visión y una tercera línea de visión del segundo dispositivo de radar pasivo con respecto al dominio.
En una realización, la unidad de transmisión del dispositivo de radar principal comprende un elemento de deslizamiento, y el elemento de transmisión está dispuesto de forma deslizante a lo largo del elemento de deslizamiento, y los medios de exploración comprenden un actuador para accionar un movimiento de traslación del elemento de transmisión a lo largo del elemento de deslizamiento.
En otra realización, la unidad de transmisión del dispositivo de radar principal comprende un eje giratorio, y el elemento de transmisión está dispuesto de forma giratoria alrededor del eje giratorio, y los medios de exploración comprenden un actuador para accionar un movimiento de rotación del elemento de transmisión sobre el eje.
En otra realización, la unidad de transmisión comprende una pluralidad de elementos de transmisión dispuestos en diferentes posiciones y/u orientaciones entre sí en la unidad de transmisión, en la que el medio de exploración está configurado para hacer que los elementos de transmisión emitan selectivamente y posteriormente la señal de transmisión.
Ventajosamente, los medios de exploración están configurados para modificar la posición y/o la orientación de elemento de transmisión de acuerdo con la exploración predeterminada.
Breve descripción de los dibujos
La invención se mostrará ahora con la siguiente descripción de realizaciones ejemplares de la misma, a modo de ejemplo pero no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los mismos caracteres de referencia designan las mismas o similares partes, a lo largo de las figuras, en las que:
- La Fig. 1 es un diagrama de bloques del método según la invención;
- La Fig. 2 muestra en forma de diagrama un escenario y un aparato de ra- dar que funciona según el método actual a la invención;
- La Fig. 3 muestra un detalle de un punto del escenario de la Fig. 2, con los respectivos componentes de desplazamiento;
- La Fig. 4 muestra en forma de diagrama un aparato según una realización ejemplar de la invención que comprende un único dispositivo de radar pasivo;
- La Fig. 5 muestra de forma esquemática un aparato según una realización ejemplar de la invención similar al aparato de la Fig. 4, en el que se proporciona un medio de sincronización que utiliza una señal de referencia procedente de un sistema de posicionamiento global, en particular comprende osciladores disciplinados por GPS;
- Las figuras mostrar esquemáticamente unidades de transmisión y unidades de recepción de aparatos de acuerdo con las respectivas realizaciones de la invención;
- La Fig. 10 es un diagrama de bloques del método según la invención, que describe la técnica interferométrica para obtener los mapas de desplazamiento, en un aparato que comprende un único dispositivo de radar pasivo;
- La Fig. 11 muestra en forma de diagrama un aparato según una realización ejemplar de la invención que comprende dos dispositivos de radar pasivo;
- La Fig. 12 muestra en forma de diagrama un aparato según una realización ejemplar de la invención similar al aparato de la Fig. 11, en el que se proporciona un medio de sincronización que utiliza una señal de referencia procedente de un sistema de posicionamiento global, en particular comprende osciladores disciplinados por el GPS;
- La Fig. 13 es un diagrama de bloques del método según la invención, similar al diagrama de la Fig. 1, pero en el caso de un aparato que comprende dos dispositivos de radar pasivos;
- La Fig. 14 muestra un aparato según otra realización ejemplar en la que se proporciona un medio de exploración electrónica principal, como un sistema GBInRad, que comprende N transmisores y M receptores.
Descripción de una realización preferente de la invención
Con referencia a las Figs. 1 a 4, un método se describe para medir un campo vectorial de desplazamiento de un escenario 9, con el fin de detectar pequeñas deformaciones orográficas o deformaciones de estructuras que están presentes en el escenario.
El método comprende las etapas iniciales 51 y 52 de prever respectivamente un dispositivo de radar principal 10 y al menos un dispositivo de radar pasivo 20, en este caso un dispositivo de radar pasivo 20 (Figs. 2 y 4).
El dispositivo de radar principal 10 está configurado para transmitir y recibir señales de radar en un campo visual propio, no 10 mostrado, y para llevar a cabo una exploración de radar, es decir, para cambiar subsecuentemente la posición y/o la orientación de un elemento de transmisión 14' de la unidad de transmisión 14, preferentemente según un hábilmente de acuerdo con un número prefijado N de diferentes posiciones y/u orientaciones, para tener un poder de resolución al menos bidimensional del escenario 9.
El dispositivo de radar pasivo 20 se denomina así porque, según la invención, está configurado o se utiliza para recibir únicamente señales de radar de un campo visual propio no mostrado. Preferiblemente, el dispositivo de radar pasivo 20 está construido 20 como un dispositivo pasivo, es decir, no comprende ninguna unidad de transmisión de señales.
El dispositivo de radar principal 10 y el dispositivo de radar pasivo 20 tienen osciladores respectivos 11,21 asociados a la unidad de transmisión 14 y a una unidad de recepción 18 del dispositivo de radar principal 25 10, así como a una unidad de recepción 28 del dispositivo de radar pasivo 20. En la presente invención, por lo tanto, el dispositivo de radar pasivo 20, incluso si es un dispositivo pasivo desde el punto de vista constructivo, está provisto de un oscilador propio 21.
Como se muestra en la Fig. 2, los dispositivos de radar 10 y 20 están orientados hacia el escenario 9 y de tal manera que el escenario 9 está incluido en una región común a los campos de visión del dispositivo de radar principal 10 y del dispositivo de radar pasivo 20.
Las etapas 51,52 de la predisposición de los dispositivos de radar 35 10,20 comprenden etapas de medición de las respectivas posiciones y de las respectivas orientaciones en un sistema de referencia global, como por ejemplo el sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator (UTM).
Además, con referencia a la Fig. 1, se proporciona un paso de sincronización del dispositivo de radar pasivo 20 con el dispositivo de radar principal 10, en el que la referencia de tiempo y frecuencia del oscilador 21 del dispositivo de radar pasivo 20 se alinea con la referencia de tiempo respectiva del oscilador 11 del dispositivo de radar principal 10. La sincronización de las referencias de tiempo y de frecuencia se realiza con tolerancias predeterminadas, en particular inferiores a 10-8 segundos y 10-1 Hertz, respectivamente. Tal precisión puede ser si las referencias de los osciladores 11 y 21 se alinean con una señal de referencia 101 procedente de un sistema de posicionamiento global 100, por ejemplo el GPS. Como se muestra en la Fig. 5, esto puede hacerse si se utilizan osciladores 11,21 con disciplina GPS, que incluyen un medio de sincronización 30 que comprende una antena 31 configurada para recibir la señal de referencia 101 de la antena 31 y una unidad de procesamiento 32 configurada para recibir la señal de referencia 101 y proporcionar una señal electrónica oscilante que responde a la señal de referencia 101.
El método comprende un paso posterior de determinar interferométricamente un primer mapa de desplazamiento 77 y un segundo mapa de desplazamiento 78 del escenario 9, dicho desplazamiento ocurrido entre un tiempo anterior t' y un tiempo posterior t", en el dispositivo de radar principal 10 y en el dispositivo de radar pasivo 20, respectivamente. Los primeros y segundos mapas 77,78 se expresan en el sistema de referencia global, de manera que pueden combinarse entre sí, y comprenden una pluralidad de píxeles, cada uno de los cuales corresponde a un respectivo dominio 8 del escenario 9 (Fig. 2). Como se muestra en la Fig. 3, para cada píxel, los mapas de desplazamiento 77,78 son dos campos escalares, es decir, campos unidimensionales que comprenden los respectivos componentes de desplazamiento 41 y 42 del dominio 8, tal como se observan a lo largo de la primera línea de visión 15 del dispositivo de radar principal 10, y a lo largo de una línea 19, respectivamente. La línea 19 es la bisectriz de un ángulo establecido entre la primera línea de visión 15 y la segunda línea de visión 25 del dispositivo de radar pasivo 20 con respecto al dominio 8. En otras palabras, el dispositivo de radar pasivo 20 proporciona el mapa de desplazamiento 78 del escenario 9 como si el aparato comprendiera un segundo dispositivo de radar que incluyera también una unidad de transmisión, en lugar del dispositivo de radar pasivo 20, dicho segundo dispositivo de radar dispuesto en el punto medio 23 del segmento 22 que une la posición del dispositivo de radar principal 10 con la posición real del dispositivo de radar pasivo 20, como se muestra en la Fig. 2.
A continuación, se utilizan dos mapas de desplazamiento 77 y 78 para generar un campo vectorial de desplazamiento buscado 90, en este caso un campo vectorial de dos dimensiones, que representa los desplazamientos que se han producido en el escenario 9 entre el tiempo t' y el tiempo t". Para ello, se proporciona un paso 80 de combinación del primer mapa de desplazamiento 77 y del segundo mapa de desplazamiento 78, que puede utilizar técnicas analíticas convencionales.
Como se muestra en la Fig. 10, el paso 5 de determinar interferométricamente los primeros y segundos mapas de desplazamiento 77,78 comprende un paso 6 de exploración del escenario 9 que consiste en un primer paso 6' y un segundo paso 6" de exploración. La primera y la segunda etapas 6',6" de exploración se inician en el momento anterior t' y en el momento posterior t", respectivamente. Cada paso 6',6" de exploración comprende una pluralidad de N pasos consecutivos 60',60".
Como es bien sabido en la técnica del radar interferométrico, cada paso 60',60" comprende pasos de transmisión de señales de transmisión de radar 61',61" por el de- vicio de radar principal 10. En cada paso consecutivo 60',60", la señal de transmisión de radar 12 es emitida por un elemento de transmisión 14' de la unidad de transmisión 14 que tiene una posición de transmisión y/o de orientación diferente en cada paso consecutivo 60',60".
La diferente posición y/u orientación del elemento de transmisión 14' puede obtenerse desplazando el elemento de transmisión 14' o la unidad de transmisión 14 del dispositivo de radar principal 10 mediante un medio de desplazamiento mecánico 16' (Figs. 6-8), o bien orientando la señal de transmisión 12 en el dispositivo de radar principal 10, o bien seleccionando un elemento de transmisión 14' entre una pluralidad de elementos de transmisión 14' situados de forma diferente (Fig. 9).
En el primer caso, como se muestra en la Fig. 6, el radar principal 10 puede ser un radar de apertura sintética (SAR), en el que un mismo elemento de transmisión direccional 14' del dispositivo de radar principal 10 tiene una posición diferente en cada paso de exploración 6',6". En particular, se proporciona un paso de cambio de transmisión 14' o de la unidad de transmisión 14 a lo largo de una guía preferentemente lineal 29, tal como un elemento de deslizamiento 29, como es bien conocido en la técnica del radar interferométrico.
En el segundo caso, como se muestra en las Figs. 7 y 8, el dispositivo de radar principal 10 puede ser un radar de apertura real (RAR) en el que el elemento de transmisión es un elemento de transmisión direccional 10 de transmisión direccional 14' dispuesto de forma rotativa alrededor de un eje de rotación 24 (Fig. 7) o de dos ejes de rotación 24,26 (Fig. 8). Por ejemplo, la señal de transmisión 12 emitida por dicho dispositivo de radar principal 10 puede ser un haz de lápiz, o un haz de abanico.
Como alternativa, en el tercer caso, el dispositivo de radar principal 10 puede ser un dispositivo de radar de barrido electrónico, que comprende una pluralidad de elementos de transmisión direccional 14' que tienen diferentes posiciones y/u orientaciones entre sí. Como se muestra en la Fig. 9, los medios de exploración 16 está configurado para hacer que los elementos de transmisión 14' 20 emitan selectivamente la señal de transmisión 12 a través de un selector 16", es decir, en cada paso de N pasos consecutivos 60',60" de exploración 6',6", se activan posteriormente diferentes elementos de transmisión 14' para emitir la señal de transmisión 12. 25
Cada paso 60',60" comprende un paso posterior 62',62" de recepción por parte del dispositivo de radar principal 10, de forma sincronizada y coherente con el paso de transmisión 61',61", y un paso 65',65" de adquisición de los primeros datos en forma de una señal de radar 17 retrodispersada por el escenario 9, 30 como muestran las Figs. 3 y 4, según un procedimiento bien conocido en la técnica del radar interferométrico.
Según la invención, en cada etapa 60',60" se prevé también una etapa 63',63" de recepción por el dispositivo de radar pasivo 20 y una etapa 66',66" de adquisición de segundos datos en forma de una señal de radar 27 dispersada por el escenario 9 (Figs. 4 y 5). En el dispositivo de radar pasivo 20, el paso de recepción 63',63" se realiza también de forma sincronizada y coherente con el paso de transmisión 61 ',61" del dispositivo de radar principal 10, gracias a la estrecha tolerancia 40 de sincronización de los dispositivos de radar pasivos 20 y del dispositivo de radar principal 10, según la invención.
El método, tal como se muestra en la Fig. 10, comprende también una etapa 7 de tratamiento de datos o de señales proporcionados por el escenario 9. La etapa 7 de tratamiento de los datos o señales comprende una etapa 71',71" de tratamiento de los primeros datos 65',65" en el dispositivo de radar principal 10, y una etapa 71',71" de tratamiento de los segundos datos 66',66" en el dispositivo de radar pasivo 20. De este modo, se obtiene una primera imagen anterior 73' y una segunda imagen anterior 74', es decir, imágenes del escenario 9 correspondientes al tiempo anterior t', y se obtienen una primera imagen posterior 73" y una segunda imagen posterior 74", es decir, imágenes del escenario 9 correspondientes al tiempo posterior t", del dispositivo de radar principal 10 y del dispositivo de radar pasivo 20 en los dos casos.
La primera imagen anterior 73' y la primera imagen posterior 73" pueden generarse, en los pasos 71',71",72',72" de procesamiento de datos, en un sistema de referencia local del dispositivo de radar principal 10. Del mismo modo, la segunda imagen anterior 74' y la segunda imagen posterior 74" pueden generarse en un sistema de referencia local de al menos un dispositivo de radar pasivo 20, lo que simplifica los cálculos. De lo contrario, todas las imágenes primera y segunda, anteriores y posteriores, pueden generarse en el sistema de referencia global antes mencionado.
Las etapas 71',71",72',72" de tratamiento de los datos pueden comprender ventajosamente etapas de corrección de errores posiblemente cometidos al sincronizar los osciladores 11,21. [0066] El paso 7 de tratamiento de datos también comprende un paso 75 de comparación de la primera imagen subsiguiente 73" y la primera imagen anterior 73', y un paso 76 de comparación de la segunda imagen subsiguiente 74" y la segunda imagen anterior 74', obteniendo los primeros y segundos mapas de desplazamiento 77,78, respectivamente, del escenario 9.
El método puede comprender también una etapa, no mostrada, de adquisición de un modelo digital de elevación del escenario 9, realizada antes de la exploración 6. En este modelo, una de las tres coordenadas, típicamente la elevación, de un dominio genérico 8 del escenario 9 se expresa en el mismo sistema de referencia global utilizado para medir la posición y la orientación de los dispositivos de radar 10 y 20 en los respectivos pasos 51 y 52 de la preordenación. El modelo de elevación digital del escenario 9 puede obtenerse de una base de datos, o bien puede obtenerse mediante mediciones, por ejemplo, mediante mediciones de escáner láser, mediciones de GPS, mediciones de radar y otras mediciones de tipo conocido.
También se pueden proporcionar pasos para referir el primer mapa de desplazamiento 2D 77 al modelo de elevación digital, utilizando la posición y la orientación del dispositivo de radar principal 10, y pasos para referir el segundo mapa de desplazamiento 2D 78 al modelo de elevación digital, utilizando la posición y la orientación del dispositivo de radar principal 10 y la posición del dispositivo de radar pasivo 20.
En otras palabras, un desplazamiento a lo largo de la línea de visión 15 del dispositivo de radar principal 10 y un desplazamiento a lo largo de la bisectriz 19 del ángulo entre las líneas de visión 15,25 se asocian a cada píxel del modelo de elevación digital.
Como se muestra en las Figs. 11 y 12, en el paso 52 de la disposición previa de al menos un dispositivo de radar pasivo, pueden proporcionarse varios dispositivos de radar pasivo, por ejemplo dos dispositivos de radar pasivo 20A, 20B. En este caso, como se muestra en la Fig. 13, el paso 5 de determinar interferométricamente los mapas de desplazamiento comprende los pasos de computar tres mapas de desplazamiento 77,78,79 que han ocurrido entre el tiempo anterior t' y el tiempo posterior t", dichos pasos de computar llevados a cabo en el dispositivo de radar principal 10, en el primer dispositivo de radar pasivo 20A y en el segundo dispositivo de radar pasivo 20B, respectivamente, donde los mapas de desplazamiento 77,78,79 expresados en el sistema de referencia global. Los mapas de desplazamiento 77,78 y 79 son campos escalares que comprenden, en cada píxel, componentes de desplazamiento de un correspondiente dominio 8 del escenario 9, tal como se observa a lo largo de las líneas de visión de este dominio 8 con respecto al dispositivo de radar principal 10, al primer dispositivo de radar pasivo 20A y al segundo dispositivo de radar pasivo 20B, respectivamente. El paso 80 de combinación de los mapas de desubicación genera un campo vectorial de desplazamiento 90.
El paso 5 de la determinación interferométrica de los mapas de desplaza- miento puede tener la estructura descrita en la Fig. 5 10, relativa al caso de un único dispositivo de radar pasivo, que puede modificarse fácilmente para tener en cuenta un segundo dispositivo de radar pasivo.
Los aparatos mostrados diagramáticamente en las Figs. 11 y 12 difieren entre sí en que el aparato de la Fig. 12 comprende un medio de sincronización 30 que utiliza una señal de referencia 101 procedente de un sistema de posicionamiento global 100. Para ello, los medios de sincronización 30 comprenden una antena 31 configurada para recibir la señal de referencia 101 y una unidad de procesamiento 32 configurada 15 para recibir la señal de referencia 101 de la antena 31 y para proporcionar una señal electrónica oscilante que responde a la señal de referencia 101. En particular, el aparato de la Fig. 12 comprende osciladores 11,21 disciplinados para GPS, que incluyen dichos medios de sincronización 30.
En particular, dos dispositivos de radar pasivo 20A y 20B están dispuestos a elevaciones diferentes entre sí, de modo que las respectivas líneas de visión, y por tanto los tres componentes de desplazamiento de cada dominio 8, no son coplanares. En consecuencia, el paso 80 de combinar los mapas de desplazamiento genera un campo vectorial de desplazamiento tridimensional 90.
Con referencia a la Fig. 14, en otra realización ejemplar, el aparato comprende un sistema principal GBInRad 10 que tiene N transmisores y M unidades de recepción 30 conectadas a un mismo oscilador 11, y comprende también un medio de exploración electrónica 16 que permite obtener una imagen de los dominios vigilados 8. Según la invención, al menos un dispositivo de radar pasivo 20 está junto con el sistema de radar principal 10, el al menos 35 dispositivo de radar pasivo que incluye un receptor 28 conectado a un oscilador 21. También se proporciona un medio de sincronización del tipo especificado anteriormente, en particular los osciladores 11,21 pueden ser osciladores disciplinados por el GPS, de manera que se sintetiza la señal dispersa 27 del escenario 9 con el dispositivo principal 40
La descripción precedente presenta ejemplares de la invención y revelará tan plenamente la invención según el campo de visión conceptual, de modo que otros, aplicando los conocimientos actuales, podrán modificar y/o adaptar para diversas aplicaciones dicha realización sin más investigación y sin separarse de la invención y, en consecuencia, debe entenderse que dichas adaptaciones y modificaciones tendrán que ser consideradas como equivalentes a las realizaciones específicas. Los medios y los materiales para realizar las diferentes funciones descritas en el presente documento podrían tener una naturaleza diferente sin apartarse, por ello, del campo de la invención. Debe entenderse que la fraseología o la terminología que se emplea en el presente documento es a efectos de descripción y no de limitación.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método para determinar un campo vectorial de desplazamiento (90) de un escenario deformable (9), que comprende las etapas de:
- prever (51) un dispositivo de radar principal (10) que tiene una unidad de transmisión (14) y una unidad de recepción (18) de un primer campo visual;
- prever (52) al menos un dispositivo de radar pasivo (20) con una unidad de recepción (28) para recibir desde un segundo campo visual, a una distancia predefinida de dicho dispositivo de radar principal (10), dicho dispositivo de radar principal (10) y dicho dispositivo de radar pasivo (20) tienen osciladores especulares (11,21) asociados a dicha unidad de recepción (18,28) y a dicha unidad de transmisión (14) donde dicho dispositivo de radar principal (10) y al menos un dispositivo de radar pasivo (20) dispuestos de manera que dicho escenario (9) esté incluido en una región común a dicho primer campo visual y a dicho segundo campo visual donde las etapas de preconfiguración (51,52) de dicho dispositivo de radar principal (10) y de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20) comprenden las etapas de medición de las respectivas posiciones y de las respectivas orientaciones en un sistema de referencia global
- sincronizar (55) dicho dispositivo de radar pasivo (20) con dicho dispositivo de radar principal (10), que comprende
- una etapa de alineación de una referencia temporal de dicho dispositivo de radar principal (10) con una referencia temporal de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20);
- una etapa de alineación de una referencia de frecuencia de oscilación de dichos osciladores (11,21) de dicho dispositivo de radar principal (10) y de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20)
- determinar interferométricamente (5) al menos un primer mapa de desplazamiento (77) y un segundo mapa de desplazamiento (78) de dicho escenario (9) entre un tiempo anterior (t') y un tiempo posterior (t") en dicho dispositivo de radar principal (10) y en dicho dispositivo de radar pasivo (20), respectivamente, dicho al menos un primer y un segundo mapas de desplazamiento (77,78) expresados en dicho sistema de referencia global, dicho al menos un primer y un segundo mapas de desplazamiento (77,78) teniendo cada uno una pluralidad de píxeles asociados a un respectivo dominio (8) de dicho escenario (9), dicho primer mapa de desplazamiento (77) comprendiendo, para e n primer componente de desplazamiento (41) respectivo a lo largo de una primera línea de visión (15) de dicho dispositivo de radar principal (10) con respecto a dicho do- principal (8), dicho segundo mapa de desplazamiento (78) que comprende, para cada píxel propio, un segundo componente de desplazamiento (42) respectivo a lo largo del bi-sector (19) de un ángulo () formado por dicha primera línea de visión (15) y por una segunda línea de visión (25) de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20) con respecto a dicho dominio (8); 10
- combinar (80) dicho primer mapa de desplazamiento (77) y dicho segundo mapa de desplazamiento (78), en el que en cada píxel dicho primer componente de desplazamiento (41) y dicho segundo componente de desplazamiento (42) respectivos se combinan para obtener un vector de desplazamiento (40) de dicho dominio respectivo (8) entre dicho tiempo anterior (t') y dicho tiempo posterior (t"), para formar dicho campo vectorial de desplazamiento (90),
caracterizado en que dicho paso de determinar interferométricamente (5) dicho primer y dicho segundo mapa de desplazamiento (77,78) comprende los pasos de:
- escanear primero y segundo (6',6") dicho escenario (9), dicho primer y segundo escaneo (6',6") realizados a partir de dicho tiempo anterior (t') y de dicho tiempo (t') y a partir de dicho tiempo posterior (t"), respectivamente, cada uno de dicho primer y segundo escaneo (6',6") comprendiendo una pluralidad de pasos consecutivos (60',60"), cada paso (60',60") comprendiendo los pasos de:
- transmitir (61',61") señales de transmisión de radar (12) por dicho dispositivo de radar principal (10), donde, en cada uno de dichos pasos consecutivos (60',60"), dicha señal de transmisión radar (12) es emitida por un elemento de transmisión (14') de dicha unidad de transmisión (14) de dicho dispositivo de radar principal (10) que tiene una posición de transmisión y/o de orientación con respecto a otro de dichos pasos consecutivos (60',60");
- recibir (62',62"), por parte de dicho dispositivo de radar principal, de forma sincrónica y coherente a dicha paso de transmisión (61 ',61"), y adquirir los primeros datos (65',65") en forma de señal de radar retroescatada (17) de dicho escenario (9)
- recibir (63',63"), por dicho al menos un dispositivo de radar pasivo, de forma sincrónica y coherente con dicha etapa de transmisión (61 ',61"), y adquirir un segundo dato (66',66") en forma de señal de radar dispersa (27) procedente de dicho escenario (9); recibir (63',63"), por parte de dicho
- procesar (71',71" 72',72") dichos primeros datos (65',65") y dichos segundos datos (66',66") en dicho dispositivo de radar principal (10) y en dicho dispositivo de radar pasivo (20), respectivamente, obteniendo una primera y una segunda imagen anterior (73',74') de dicho escenario (9), correspondientes a dicho tiempo anterior (t'), y una primera y una segunda imagen posterior (73",74") de dicho escenario (9), correspondientes a dicho tiempo posterior (t")
- comparar (75) dicha primera imagen posterior (73") con dicha primera imagen anterior (73'), y (76) dicha segunda imagen posterior (74") con dicha segunda imagen anterior (74'), obteniendo un primer mapa de desplazamiento (77) y un segundo mapa de disposición (78), respectivamente, de dicho escenario (9), dichos primer y segundo mapas de desplazamiento (77,78) expresados en dicho sistema de referencia global, dichos primer y segundo mapas de desplazamiento (77,78) teniendo cada uno una pluralidad de píxeles asociados a un respectivo dominio (8) de dicho escenario (9).
2. El método según la reivindicación 1, en el que dicho paso de alinear dicho paso de sincronizar (55) se lleva a cabo a través de una señal de referencia procedente de un sistema de posicionamiento global (100), de tal manera que dicho paso de alinear una referencia de tiempo se lleva a cabo dentro de un rango de tolerancia de tiempo predeterminado más estrecho que 10-8 segundos y dicho paso de alinear una referencia de frecuencia se lleva a cabo dentro de un rango de tolerancia de frecuencia más estrecho que 10-1 Hertz.
3. El método según la reivindicación 1, en el que dicho paso de procesamiento (71',71",72',72") comprende un paso de corrección de errores de sincronización entre dichos osciladores (11,21).
4. El método según la reivindicación 1, donde dicha primera imagen anterior (73') y dicha primera imagen posterior (73") se forman en un sistema de referencia local de dicho dispositivo de radar principal (10) y dicha segunda imagen anterior (74') se forman en un sistema de referencia local de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20).
5. El método según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de radar principal (10) es un radar seleccionado del grupo que consiste en:
- un radar de apertura sintética (SAR), en el que un mismo elemento de transmisión (14') de dicha unidad de transmisión (14) de dicho dispositivo de radar principal (10) tiene una posición diferente en cada uno de dichos pasos consecutivos (60',60");
- un radar de apertura real (RAR), en el que dicho elemento de transmisión (14') es un elemento de transmisión direccional dispuesto rotativamente alrededor de un eje (24,26) y que tiene una orientación diferente en cada uno de dichos pasos consecutivos (60',60")
- un radar de matriz de fase activa, que comprende una plu- ralidad de elementos de transmisión que tienen posiciones diferentes, en el que un respectivo elemento de transmisión es operado en cada uno de dichos pasos consecutivos (60',60") de dicho paso de exploración en primer y segundo lugar 5 (6',6") para realizar dicho paso de transmisión (61',61").
6. El método según la reivindicación 1, en el que dichas primera y segunda imágenes anteriores (73',74') y dichas primera 10 y segunda imágenes posteriores (73",74") son imágenes bidimensionales, y en el que se proporciona un paso de adquirir un modelo digital tridimensional de dicho escenario (9), dicho modelo digital tridimensional asociando tres coordenadas, expresadas en dicho sistema de referencia global, a cada dominio (8) de dicho escenario (9), para asociar dicho campo vectorial de desplazamiento (90) a dicho modelo digital tridimensional.
7. El método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de predisposición (52) de al menos un radar pasivo proporciona la predisposición de un primer y un segundo dispositivos de radar pasivo (20A,20B) que tienen una elevación entre sí (10), y dicho paso de determinar interferométricamente (5) genera un tercer mapa de desplazamiento (79) que comprende, para cada píxel propio, un tercer componente de desplazamiento respectivo (43) a lo largo de la bisectriz (39) de un ángulo adicional formado por dicha primera línea de visión (15) y una tercera línea 30 de visión (35) de dicho segundo dispositivo de radar pasivo (20B) con respecto a dicho dominio (8), de modo que dicha paso de combinación (80) proporciona un campo vectorial 3D (90).
8. El método según la reivindicación 1, en el que dicho paso 35 de sincronización (55) se lleva a cabo en dichos pasos de primera y segunda exploración (6',6").
9. El método según la reivindicación 8, en el que dicho paso de sincronización (55) se lleva a cabo cada número predeterminado de pasos consecutivos (60',60") de dicha exploración (6',6").
10. El método según la reivindicación 8, en el que dicha etapa de sincronización (55) se lleva a cabo en cada paso (60',60") de dicha exploración (6',6").
11. Un aparato para determinar un campo vectorial de desplazamiento (90) de un escenario deformable (9), que comprende:
- un dispositivo de radar principal (10) que tiene una unidad de transmisión (14) que comprende un elemento de transmisión (14'); y una unidad de recepción (18) para recibir de un primer campo visual
- al menos un dispositivo de radar pasivo (20) que tenga una unidad de recepción (28) para recibir desde un segundo campo visual, dicha unidad de recepción dispuesta a una distancia predeterminada de dicho dispositivo de radar principal (10), y dicho dispositivo de radar pasivo (20) tienen osciladores especulares (11,21) asociados a dicha unidad de recepción (18,28) y a dicha unidad de transmisión (14) dispuestos de manera que dicho escenario (9) esté incluido en una región común a dicho primer campo visual y a dicho segundo campo visual
- un medio de sincronización (30) configurado para alinear una referencia de tiempo de dicho dispositivo de radar principal (10) con una referencia de tiempo de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20), y para alinear una referencia de frecuencia de dichos osciladores (11,21) de dicho dispositivo de radar principal (10) y de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20)
- un medio de exploración (16) para explorar dicho escenario (9) determinando interferométricamente al menos un primer mapa de desplazamiento (77) y un segundo mapa de desplazamiento (78) de dicho escenario (9) entre un tiempo anterior (t') y un tiempo posterior (t") en dicho dispositivo de radar principal (10) y en dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20), respectivamente, dichos al menos un primer y un segundo mapas de desplazamiento (77,78) expresados en dicho sistema de referencia global, dichos al menos un primer y un segundo mapas de desplazamiento (77, 78) teniendo cada uno una pluralidad de píxeles asociados a un respectivo dominio (8) de dicho escenario (9), dicho primer mapa de desplazamiento (77) comprendiendo, para cada propio píxel, un respectivo primer componente de desplazamiento (41) a lo largo de una primera línea de visión (15) de dicho dispositivo radar principal (10) con respecto a dicho principal (8), dicho segundo mapa de desplazamiento (78) comprende, para cada píxel propio, una respectiva segunda componente de desplazamiento (42) a lo largo del bi-sector (19) de un ángulo () formado por dicha primera línea de visión (15) y por una segunda línea de visión (25) de dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20) con respecto a dicho dominio (8);
- un medio de cálculo (36) para combinar dicho primer mapa de desplazamiento (77) con dicho segundo mapa de desplazamiento (78), en el que dicho medio de cálculo (36) está configurado para combinar dicho primer componente respectivo (41) y dicho segundo componente respectivo (42) en cada píxel para obtener un vector de desplazamiento (40) de dicho dominio respectivo (8) entre dicho tiempo anterior (t') y dicho tiempo posterior (t"), a fin de formar dicho campo de vectores de desplazamiento (90) caracterizado en que dichos medios de exploración (16) están configurados para hacer que dicho dispositivo de radar principal (10) y dicho al menos un dispositivo de radar pasivo (20) exploren primero y segundo dicho escenario (9) a partir de dicho tiempo anterior (t1) y a partir de dicho tiempo posterior (t2), respectivamente, comprendiendo dichos pasos de exploración en primer y segundo lugar una pluralidad de pasos consecutivos, en los que dichos medios de exploración (16) están configurados, en cada uno de los pasos consecutivos:
- para hacer que dicho dispositivo de radar principal (10) emita señales de transmisión (12), por medio de dicho elemento de transmisión (14') cuya posición y/o orientación de transmisión es diferente con respecto a otro de dichos pasos consecutivos; 15
- poner dicho dispositivo radar principal (10) en modo de recepción, de forma sincrónica y coherente con dichas señales de transmisión radar (12), para detectar los primeros datos (65',65") en forma de señal radar retro-dispersada señal de radar (17) procedente de dicho escenario (9);
- poner dicho dispositivo de radar pasivo (20) en un modo de recepción, de forma sincrónica y coherente con dichas señales de transmisión de radar (12), para detectar los segundos datos (66',66") en forma de señal de radar dispersa de dicho escenario (9), y dichos medios informáticos (36) están configurados procesar los primeros datos (65',65") y los segundos datos (66',66") en dicho dispositivo de radar principal (10) y en dicho dispositivo de radar pasivo (20), respectivamente, obteniendo una primera imagen anterior (73') y una segunda imagen anterior (74') de dicho escenario (9), pertenecientes a dicho tiempo (t1), y una primera imagen posterior (73") y una segunda imagen posterior (74") de dicho escenario (9), perteneciente a dicho tiempo posterior (t2);
- comparar dicha primera imagen posterior (73") con dicha primera imagen anterior (73'), y dicha segunda imagen posterior (74") correspondiente a dicho tiempo posterior (t2) a fin de obtener un primer mapa de desplazamiento (77) de dicho escenario (9) y un segundo mapa de desplazamiento (78) de dicho escenario (9), respectivamente, dicho primer y dicho segundo mapas (77,78) expresados en dicho sistema de referencia global, dicho primer y dicho segundo mapas (77,78) teniendo cada uno una pluralidad de píxeles asociados cada uno a un respectivo dominio (8) de dicho escenario (9) .
12. El aparato según la reivindicación 11, en el que dichos osciladores (11,21) de dicho dispositivo de radar principal (10) y del al menos un dispositivo de radar pasivo (20) son osciladores disciplinados por GPS, y dicho medio de sincronización (30) reside tanto en dicho oscilador disciplinado por GPS (11,) de dicho dispositivo de radar principal (10) como dicho oscilador disciplinado por GPS (21) de dicho dispositivo de radar pasivo (20), y está configurado para recibir una señal de referencia (101) del GPS (100) y para proporcionar señales electrónicas oscilantes que respondan a dicha señal de referencia (101).
13. El aparato según la reivindicación 11, en el que dicha unidad de transmisión (14) se selecciona del grupo formado por:
- una unidad de transmisión (14) que comprende un elemento de deslizamiento (29) a lo largo del cual dicho elemento de transmisión (14') está dispuesto de forma deslizante, en el que dichos medios de exploración (16) comprenden un actuador (16") para accionar un movimiento de traslación de dicho elemento de transmisión (14') a lo largo de dicho elemento de deslizamiento (29);
- una unidad de transmisión (14) que comprende un eje giratorio, alrededor del cual dicho elemento de transmisión (14') está dispuesto de forma giratoria, donde dichos medios de exploración (16) comprenden un actuador (16") para accionar un movimiento de rotación de dicho elemento de transmisión (14') alrededor de dicho eje;
- una unidad de transmisión (14) que comprende una pluralidad de elementos de transmisión (14') dispuestos en diferentes posiciones y/u orientaciones entre sí en dicha unidad de transmisión (14), en la que dichos medios de exploración (16) están configurados para hacer que dichos elementos de transmisión (14') se separen y posteriormente emitan dicha señal de transmisión (12).
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