FR2722302A1 - Procede de detection, de localisation et de determination de la vitesse de cibles mobiles a partir de donnees radar brutes d'un systeme d'imagerie coherent - Google Patents
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Abstract
Pour former l'image de la surface terrestre à rapports de rétrodiffusion divers sont formés de façon continue des spectres azimutaux se succédant dans le temps pendant une durée déterminée et on obtient un décalage de fréquence ( DELTAF(t)) de la fraction rapport de rétrodiffusion par détermination de la position du maximum de la corrélation entre deux spectres azimutaux formés immédiatement l'un après l'autre dans le temps. Puis, pour établir une carte des décalages de fréquence ( DELTAF(t,r)), on évalue les décalages de fréquence du jeu d'ensemble des données radar brutes et on obtient une carte des taux Doppler (D(t,r)). Par une recherche de valeurs s'écartant d'un taux Doppler nominal (Dnom ) sur la carte des taux Doppler, on détecte une cible mobile (B) et on forme le centre de gravité d'une image de cette cible. En négligeant l'accélération radiale de la cible mobile, on détermine sa vitesse tangentielle (VT ) par un taux Doppler (DmB ) vu sur la carte des taux Doppler (D(t,m)) et sa vitesse radiale (VR ) à partir du rapport entre la longueur (rB ) de la cible dans la direction de l'éloignement sur la carte des taux Doppler et de la durée (tB ) d'éclairage par l'antenne.
Description
Procédé de détection, de localisation et de détermination de la vitesse de
cibles mobiles à partir de données radar brutes d'un système d'imagerie cohérent, à un ou plusieurs canaux et embarqué sur un porteur L'invention concerne un procédé de détection, de localisation et de détermination de la vitesse de cibles mooiles à partir de données radar brutes d'un système d'imagerie (SAR) cohérent, à un ou plusieurs canaux et embarqué sur un porteur, dans lequel pour la formation de l'image de la surface terrestre à rapports de rétrodiffusion divers sont formés de façon continue des spectres azimutaux se succédant dans le temps pendant une durée déterminée et dans lequel on obtient un décalage de fréquence (LF(t)) de la fraction constituée par le rapport de rétrodiffusion par détermination de la position du maximum des corrélations respectivement entre deux spectres azimutaux formés
immédiatement l'un après l'autre dans le temps.
Ce qui est déterminant pour le traitement de données brutes SAR est le codage Doppler des signaux reçus produits par le mouvement d'une plateforme porteuse. Un processeur SAR ordonne fondamentalement dans l'image toutes les cibles dans une direction exactement radiale (c'est-à- dire perpendiculairement à la direction du vol), dont la fréquence Doppler semble être nulle (0). Donc, les cibles fixes qui sont fondamentalement immobiles peuvent être focaliséeset positionnées
avec précision.
Mais il existe des cibles qui se déplacent dans un environnement à cibles fixes et de ce fait à une vitesse relative par rapport à l'avion qui est différente de celle des cibles fixes et qui sont éventuellement non représentées ou non focalisées, ou bien qui sont montrées en des emplacements erronés sur l'image en étant décalées par rapport à leur position effective du fait d'une fréquence Doppler différente selon leur vitesse radiale. (Le décalage tangentiel par rapport à la position effective d'origine constitue alors une mesure
directe de la vitesse radiale).
Le problème de la détermination des paramètres de cibles mobiles par rapport à l'emplacement, à la vitesse, à l'amplitude, etc. au moyen du système SAR a été d'abord l'objet de recherches par K. Raney en 1971. (Voir R.K. Raney, Synthetic Aperture Imaging Radar and Moving Targets, IEEE Transactions AES-7, No 3, mai 1971). Les procédés optiques prédominants à cette époque d'un traitement SAR ne fournissaient que des données très incomplètes sur la présence,
l'emplacement précis et la vitesse de cibles mobiles.
Cependant, à l'heure actuelle, l'observation et la mesure de cibles mobiles sont de plus en plus importantes car la technologie des calculatrices et de ce fait également la technique de traitement SAR sont largement développées. Jusqu'ici, on a cherché une solution au problème au moyen de quatre procédés: 1. Dans l'article "Simple MTI using Synthetic Aperture Radar' IGARSS 84 Proc., ESA SP215, pages 75 à 70, A. Freeman propose d'utiliser une fréquence de répétition des impulsions très élevée et un étroit lobe d'antenne. Mais dans ce cas existent des zones de fréquence dans lesquelles n'apparaissent pas de cibles fixes, mais les signaux de cibles fondamentalement mobiles à vitesses radiales correspondantes. On peut donc déceler des cibles mobiles et déterminer
leur vitesse radiale.
2. Il a été en outre proposé par Klemm et Ender dans 'New Aspects of Airborne MTI IEEE Proc. International Radar Conference, Washington, mai 1990" d'utiliser pour la réception de signaux SAR un réseau de quatre antennes et de quatre cornets de réception. Il est alors possible de déterminer le vecteur de vitesse de cibles mobiles dans un environnement à échos fixes à l'intérieur de la bande de
fréquences des échos fixes.
3. K. Ouchi propose un procédé "multilook" dans lequel la modification des positions de cibles mobiles est déterminée par une détection de changement par observation de plusieurs images prises les unes à la suite des autres ("Multilook") (voir K. Ouchi "On the Multilook Images of Moving Targets by SAR" IEEE Transactions AP-33, No
8, Août 1985, pages 823 à 827).
4. S. Barbarossa et A. Farina proposent l'utilisation d'une distribution Wigner-Ville pour la détection et la focalisation de cibles mobiles (voir S. Barbarossa et A. Farina "A Novel Procedure for
Detecting and Focussing Moving Objects with SAR Based on The Wigner-
Ville Distribution IEEE Proc. International Radar Conference, Washington, mai 1990"). Ce procédé est un traitement de données
similaire au procédé à filtre adapté.
Les procédés proposés par K. Ouchi ainsi que par S. Barbarossa i5 et A. Farina sont des propositions théoriques qui ne sont pas encore
mises en oeuvre pour séparer des cibles fixes et des cibles mobiles.
Dans les deux cas, il faut que le rapport signal/amplitude des échos fixes soit très élevé. Un positionnement précis est difficile et la
mesure du vecteur de vitesse est extrêmement imprécise.
Le procédé proposé par Klemm et Ender est très prometteur; cependant, il exige un matériel très important sous forme de quatre antennes et de quatre cornes de réception; ceci signifie entre autres un poids élevé, ce qui constitue un facteur négatif notamment pour des utilisations dans des satellites. En outre, il y a fondamentalement des zones aveugles à l'intérieur desquelles une mesure de vitesse n'est pas possible. De plus, la zone de mesure s'étend
fondamentalement entre 3 km/h et 600 km/h.
Seules des cibles rapides peuvent être détectées par le procédé A. Freeman, et on obtient soit des images des cibles fixes soit des images des cibles mobiles, mais non des deux types à la fois. En outre, seule une mesure de la composante de vitesse radiale est
possible, et la composante tangentielle ne peut pas être déterminée.
Le but de l'invention est donc de détecter des cibles mobiles dans un environnement à échos fixes, de les reconnaître en tant que telles et de les positionner avec précision, et de déterminer leur vecteur de vitesse en valeur et en direction, de manière à pouvoir mesurer avec autant de précision que possible la vitesse radiale et également tangentielle de la cible en dehors de la section de rétrodiffusion radar fournie par l'amplitude des signaux, la vitesse radiale et également tangentielle de la cible. Selon l'invention, ce but est atteint par le procédé de détection, de localisation et de détermination de la vitesse de cibles mobiles à partir de données radar brutes d'un système d'imagerie (SAR) cohérent, à un ou plusieurs canaux et embarqué sur un porteur, caractérisé en ce que les décalages de fréquence de l'ensemble du jeu de données radar brutes sont évalués de manière à établir une carte des décalages de fréquence; une carte des taux Doppler est obtenue par subdivision de la carte des décalages de fréquence par la distance dans le temps entre deux spectres azimutaux reçus immédiatement l'un après l'autre; ensuite une cible mobile est détectée par recherche dans la carte des taux Doppler de valeurs s'écartant d'un taux Doppler nominal; le centre de gravité d'une image de la cible mobile détectée est formé de manière à localiser en outre la cible mobile en ce qui concerne sa position dans la direction du vol et de l'éloignement; la vitesse tangentielle de la cible mobile est déterminée en négligeant son accélération radiale par un taux Doppler pouvant être détecté sur la carte des taux Doppler; et la vitesse radiale de la cible mobile est finalement déterminée à partir du rapport entre une longueur de la cible mobile dans la direction de l'éloignement sur la carte des taux Doppler et la durée
d'une durée d'éclairage par l'antenne.
Selon l'invention, le but visé est atteint par une évaluation du spectre azimutal à partir de données radar brutes. Pour l'évaluation d'un spectre azimutal, on utilise deux procédés, d'une part un procédé de détermination du décalage de fréquence de la fraction du spectre azimutal constituée par le rapport de rétrodiffusion et décrit dans le document DE 39 22 428 C2 de la déposante, et d'autre part un procédé de détection, de localisation et de détermination de la vitesse tangentielle et de la vitesse radiale de cibles mobiles. Le procédé nécessaire à l'évaluation du spectre azimutal de données radar brutes en vue de la détection, de la localisation et de la détermination de la vitesse tangentielle et radiale de cibles mobiles est décrit en détail dans ce qui suit. Les deux procédés peuvent être mis en oeuvre à l'aide d'un processeur en réseau ou d'une calculatrice en parallèle
en temps réel ou encore par un système de calcul classique hors ligne.
o10 L'invention va maintenant être expliquée en détail dans ce qui suit à l'aide d'un mode de réalisation préféré et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure la est une représentation schématique générale d'une géométrie radar; la figure lb représente un spectre azimutal d'une porte de distance sous forme d'un diagramme; les figures 2a à 2c sont des représentations schématiques de diagrammes qui forment ensemble un spectre azimutal, la figure 2a représentant schématiquement le spectre azimutal d'une porte de distance, la figure 2b représentant schématiquement la forme d'un spectre d'un diagramme d'antenne, et la figure 2c représentant schématiquement la forme d'un spectre d'un rapport de rétrodiffusion; la figure 3 représente schématiquement la forme d'un spectre azimutal en deux points différents dans le temps (t O et t = At) ainsi que leur corrélation, aucune cible mobile n'étant présente; la figure 4 est une représentation analogue à celle de la figure 3 de la forme schématique d'un spectre azimutal en deux points différents dans le temps (t= O et t = Z/t) ainsi que leur corrélation, avec présence d'une cible mobile; les figures 5a à 5c sont des représentations schématiques d'une image optique d'origine, d'une image SAR et d'une carte des taux Doppler; et la figure 6 est un diagramme montrant le déroulement du procédé
de l'invention.
Avec le procédé d'extraction d'erreurs de mouvement, on évalue fondamentalement le spectre azimutal des données radar brutes et en particulier la fraction provenant du rapport de rétrodiffusion; dans ce qui suit, ce procédé sera appelé pour des raisons de simplicité
procédé à décalage.
A la figure la est montré un exemple d'une géométrie radar habituelle et du spectre azimutal correspondant. Un porteur d'un système radar se présentant sous la forme d'un avion 1 représenté schématiquement doit voler à une vitesse Vv et présenter de ce fait une erreur de vitesse Vb dans la direction de visée d'une antenne qui n'est pas représentée, dont le lobe principal est montré schématiquement. Les deux valeurs de vitesse Vv et Vb dépendent du temps t et sont de ce fait désignées sur le dessin et dans ce qui suit par Vv(t) ou Vb(t). Un terrain dont on doit former l'image est éclairé par le lobe principal de l'antenne radar qui est montée sur l'avion 1, lobe qui est orienté transversalement à la direction du vol. En ce qui concerne les cibles à détecter, il s'agit par exemple des points cibles A, B, C, D et E présents dans une certaine porte de distance
Et. A la figure 1, seuls les points cibles A, B et C sont éclairés.
En raison de la vitesse de vol Vv(t) et de la vitesse Vb(t) dans la direction de visée, chaque signal de rétrodiffusion contient un décalage de fréquence ou un décalage Doppler représenté par l'équation suivante: 0 /\F<t) =2. Vv(t). sin 6 2. Vb(t). cos 6 /_(tà o 6 représente l'angle entre la ligne de visée radar vers le point cible concerné et la ligne perpendiculaire à la trajectoire de vol, (qui passe dans l'exemple représenté par le point cible B), et
désigne la longueur d'onde de l'impulsion radar émise.
En ce qui concerne le point cible A, un décalage de fréquence positif est produit pour un angle 6 > 0 et pour la vitesse de vol Vv(t), alors que pour le point cible C est produit un décalage de fréquence négatif pour un angle 6 < 0 et une vitesse de vol Vv(t). En ce qui concerne le point cible B (= 0), il n'y a aucun décalage de
fréquence dû à la vitesse Vv(t).
A la figure lb est représenté schématiquement un spectre azimutal de la porte de distance Et, la fréquence f étant portée sur l'axe vertical et la puissance S concernant les trois points cibles A, B et C étant portée sur l'axe horizontal. En outre, on a indiqué sur la gauche, contre l'axe vertical, que dans la direction positive la O10 fréquence f est supérieure à 0, et inférieure à 0 dans la direction négative. Aux figures 2a à 2c est représentée par les courbes schématiques la composition d'un spectre azimutal, la fréquence f étant portée sur l'axe vertical sur les vues individuelles et la puissance S sur l'axe horizontal. Comme on peut le voir en particulier sur les figures 2b et 2c, le spectre azimutal d'une porte de distance Et représenté schématiquement sur la figure 2a est constitué essentiellement par le produit du diagramme d'antenne dans la direction azimutale représenté à la figure 2b et du rapport de rétrodiffusion obtenu par les points cibles concernés, par exemple A, B et C, représentés à la figure 2c, le rapport de rétrodiffusion devant être compris comme représentant le
rapport entre la puissance d'un signal reçu et celle d'un signal émis.
La fraction du diagramme d'antenne d'un spectre azimutal représenté à la figure 2b est décalée en fréquence par un angle de dérive et par la vitesse dans la direction de visée de l'antenne selon l'équation suivante o l'on a pour le décalage de fréquence fa: 3 fa = 2. Vv(t). sin y (t) + 2. Vb(t) Ak A
o 4 (t) représente l'angle de dérive du porteur.
La fraction rapport du signal de rétrodiffusion du spectre azimutal n'est décalée en fréquence que par la vitesse dans la direction de visée de l'antenne d'une façon correspondant à l'équation suivante. Pour ce décalage de fréquence fr, on a: 2. Vb(t) f L'idée de base d'un procédé d'extraction d'erreur de mouvement d'un porteur emportant un système radar d'imagerie cohérent consiste dans le fait que les deux parties d'un spectre azimutal représentées schématiquement sur les figures 2b et 2c, à savoir la fraction diagramme d'antenne et la fraction rapport de rétrodiffusion, sont
séparées l'une de l'autre et évaluées séparément.
Dans le procédé à décalage décrit dans le DE 39 22 428 C2, on évalue le décalage entre deux spectres azimutaux se succédant dans le temps. A la figure 3 sont représentés deux spectres azimutaux de ce type, celui de la partie supérieure concernant l'instant t = 0 et celui de la partie inférieure l'instant t = At. Dans les deux spectres azimutaux, la puissance S est portée en ordonnée en fonction de la puissance f(Hz) qui est portée en abscisse. En outre, un décalage L\F par rapport au spectre azimutal de la partie supérieure
de la figure 3 est montré sur le diagramme inférieur.
Quand on utilise le procédé connu par le DE 39 22 428 C2, il faut que le terrain dont l'image doit être formée présente des rapports de rétrodiffusion différents de manière que les courbes qui représentent le rapport de rétrodiffusion ne présente aucune allure constante, ce qui est le cas des deux spectres azimutaux représentés à la figure 3. La forme d'un rapport de rétrodiffusion présente donc toujours un décalage de fréquence négatif car un porteur (1) sur lequel est embarqué le système radar vole toujours vers l'avant et de ce fait tous les rétrodiffuseurs, c'est-à-dire tous les objets qui sont éclairés par le radar et qui sont rétrodiffusés, présentent un
décalage Doppler d'allure négative.
De ce fait, deux spectres reçus l'un après l'autre sont très similaires. Le décalage de fréquence /\F(t) de la fraction représentant le rapport de rétrodiffusion du spectre azimutal présente alors selon le DE 39 22 428 C2 et en fonction d'une vitesse vers l'avant Vv(t) et d'une vitesse Vb(t) dans la direction de visée du porteur (1) la valeur suivante: /_F = décalage de fréquence (Hz) 2.V v(t).Lt 2.Vb(t). t (
À.___ 1
o R represente l'éloignement de la porte de distance par rapport à une antenne montée sur le porteur (1), L\t la distance dans le temps entre deux spectres reçus l'un à la suite de l'autre et X la longueur d'onde du signal d'émission. Le décalage de fréquence /IF peut être déterminé comme montré sur le graphique de droite de la figure 3 par la position du maximum de la corrélation des deux spectres. Aucune
cible mobile n'est présente dans le cas des courbes de la figure 3.
On observera maintenant une cible mobile se déplaçant à une certaine vitesse dans la direction azimutale ou dans la direction du vol du porteur (1) et à une certaine vitesse transversalement à la direction du vol ou à la direction de l'éloignement. La vitesse VT dans la direction azimutale est appelée vitesse tangentielle et la vitesse vR dans la direction de l'éloignement est appelée vitesse radiale. L'équation qui précède peut être représentée de la façon suivante avec les vitesses vT et VR: 2.(Vv(t)-vT(t}))2.t 2.(Vb(t)-WR(t)).-t \Fm(t) = + (2)
R A
o la vitesse vT(t) en direction azimutale est dans la même direction que la vitesse vers l'avant Vv(t) et la vitesse radiale vR(t) dans la même direction que la vitesse vb(t) dans la direction de visée. On désigne par L\Fm(t) le décalage de fréquence et par vR(t)
l'accélération radiale de la cible mobile.
Le taux Doppler Dm(t) de la cible mobile est fourni par l'équation (3) suivante: Dm(t) = L\Fm(t)/LÉt (3) Les erreurs de vitesse du porteur doivent être connues ou corrigées, de manière que Vv(t) = Vv et que Vb(t) = O. De ce fait, le taux Doppler de la cible mobile est le suivant: Dm(t) = 2.v- VT(t))z 2. VR(t) (4) ,. R Supposant que la cible mobile rétrodiffuse sensiblement plus fortement que l'arrière-plan, on obtient par exemple les spectres azimutaux qui sont représentés à la figure 4. Du fait de la formation de la corrélation entre les spectres azimutaux voisins représentés sur la gauche de la figure 4, le décalage de fréquence de la cible dominante et qui est également le plus fortement réfléchissante
représente le résultat du décalage de fréquence de la corrélation.
Cette propriété est décisive aussi bien pour la mesure directe du décalage de fréquence de la cible fortement réfléchissante au moyen de la corrélation des spectres azimutaux voisins que pour une détection
de cibles mobiles fortement réfléchissantes.
Le graphique de la figure 4 montre le résultat de la corrélation avec deux pics. Le premier pic vu en partant de la gauche vers la droite sur la figure 4 qui est désigné par A/\F provient du décalage de fréquence du terrain. Le second pic représenté sur la droite du premier pic, qui est désigné par L\Fm, provient de la cible mobile et représente simultanément le maximum de la corrélation car la cible
mobile rétrodiffuse plus fortement que le terrain.
Il faut s'attendre pour des données brutes à mouvement compensé à un taux Doppler constant fourni par l'équation (1): nom =. 2.V2v (5) Dnm- A. R car Vv(t) = Vv et vb(t) = O. A la figure 5a est représenté un paysage avec une route et deux cibles mobiles A' et B'. Le paysage est détecté au moyen d'un radar
d'imagerie dans la direction de vol qui est indiquée à la figure 5A.
La cible A' se déplace dans la direction du vol ou dans la direction tangentielle et la cible B' se déplace aussi bien dans la direction du
vol que dans la direction de l'éloignement (direction radiale).
L'image SAR correspondante est représentée à la figure 5b. La cible A' n'apparaît que de façon imprécise sur l'image SAR en raison de sa vitesse tangentielle alors que la cible B' n'apparaît pas sur l'image SAR en raison de sa vitesse radiale. On peut ainsi en déduite nettement qu'une image SAR ne convient pas a elle seule à la détection
d'une cible mobile.
Pour la détection, la localisation et la détermination de la vitesse d'une cible mobile, il faut alors avoir recours selon l'invention au calcul d'une carte des taux Doppler ou d'une carte des décalages de fréquence. Le rapport entre taux Doppler et décalage de fréquence est fourni par l'équation (3). Dans la zone 20 entourée par un cadre en tiretés à la figure 6 sont effectuées les étapes 201 à 203 du DE 39 22 428 C2 en vue de la détermination d'un décalage de fréquence \F(i) ou /\F(t) de la fraction signal de rétrodiffusion d'un spectre azimutal par corrélation de deux spectres azimutaux se succédant dans le temps. Ainsi et pendant une durée déterminée At au cours de l'étape 201, on saisit de façon continue les spectres azimutaux se succédant dans le temps, c'est-à-dire se succédant en des points différents dans le temps i (i étant un nombre entier égal ou
supérieur à 1 et t = i. /\t).
Deux spectres azimutaux de ce type concernant les points dans le temps t = O ou t = i.Z/t sont représentés schématiquement en tant qu'exemples dans la partie de gauche de la figure 3. Les spectres azimutaux reçus dans le temps les uns après les autres en fonction de la fréquence azimutale f et dont la puissance est S(f, i) sont formés pendant l'étape 202 pour la formation de corrélations entre deux spectres azimutaux reçus directement l'un après l'autre dans le temps,
à savoir K(f, i) = S(f, i) x S(f, i-1).
Au cours de l'étape 203 qui suit est formée pour la formation du maximum une corrélation K(f, i) en fonction de la position du maximum du décalage de fréquence LF(t) de la fraction rapport de rétrodiffusion, comme on peut le voir de façon schématique sur la partie de droite de la figure 3, ce qui correspond à l'équation (1)
indiquée plus haut.
Dans le cas o une cible mobile est présente, se reporter à la
figure 4.
Par évaluation du décalage des fréquences du jeu de données radar brutes d'ensemble, on établit une carte des décalages de fréquence /_F(t, r) (voir étape 200), t représentant la direction du vol ou le temps et r l'éloignement. Après une subdivision appropriée de la carte des décalages de fréquence (étape 200) par la distance dans le temps Lt entre deux spectres azimutaux reçus directement l'un après l'autre (voir étape 100), on obtient une carte des taux Doppler
D(t, r).
A la figure 5c est représentée la carte des taux Doppler correspondant a l'image d'origine de la figure 5a. Les deux cibles mobiles A' et B' apparaissent sur la carte des taux Doppler et présentent un taux Doppler inférieur à celui de toutes les cibles stationnaires car leurs vitesses tangentielles sont orientées dans la direction du vol. Quand la vitesse tangentielle est dans la direction du vol, la vitesse tangentielle relative avion-cible est inférieure à la vitesse de vol. Pour cette raison, le taux Doppler résultant de ces cibles mobiles est inférieur à celui des cibles stationnaires ou fixes (voir équation (4)). Les cibles mobiles présentent un taux Doppler plus élevé dans le cas o leur vitesse tangentielle est contraire à la direction du vol. Une détection (étape 300) et une localisation (étape 400) d'une cible mobile A' ou B' peuvent être obtenues facilement par une recherche de valeurs s'écartant du taux Doppler nominal Dnom (voir équation (5)) dans la carte des taux Doppler (voir par exemple figure c). La cible mobile doit présenter soit une vitesse tangentielle (vT # 0) soit une accélération radiale (vR # 0), de manière que le taux Doppler soit différent de la valeur nominale du taux Doppler de
l'équation (5).
Une propriété importante du procédé de l'invention consiste dans le fait que la position de la cible mobile sur la carte des taux Doppler ne dépend pas de la vitesse radiale vR. En outre, le problème d'une cible mobile représentée de façon décalée, imprécise ou inexistante ne se pose pas. En fait, les cibles mobiles présentent un motif ("pattern") typique sur la carte des taux Doppler, les deux
possibilités étant montrées à la figure 5c.
La cible A' n'est animée d'aucune vitesse radiale et présente un taux Doppler DmA. La longueur tA(s), cette longueur dans la direction du vol étant indiquée par za(m) a la figure 5c, est fournie par la durée d'éclairage de l'antenne. La longueur rA dans la direction de l'éloignement est nulle quand la courbure de ce motif n'est pas prise en compte. La courbure provient de la variation de l'éloignement entre
radar et cible, et est de ce fait approximativement parabolique.
La cible B' présente une vitesse radiale et un taux Doppler DmB.
La longueur tB(s) représentée à la figure 5c par zb(m) est fournie par
la durée d'éclairage de l'antenne et est égale à tA ou à (zb - Za)/Vv.
La longueur rB dépend de la vitesse radiale vT. Une courbure provenant de la variation de l'éloignement entre radar et cible est désormais
également présente.
Une localisation d'une cible mobile est obtenue par la détermination du centre de gravité du motif respectif dans la carte des taux Doppler. A la figure 5c la position des cibles mobiles est
montrée par des réticules.
Pour déterminer la vitesse tangentielle vT, il faut considérer que l'accélération radiale est faible et négligeable. Cette supposition est confirmée dans la pratique. De ce fait, l'équation (4) peut être représentée de façon simplifiée comme suit: Dm(t) = 2.(Vv - VT(t))2 (6) . R Le taux Doppler Dm(t) est lu directement sur la carte des taux Doppler D(t, r). A l'aide de l'équation (6), on peut alors déterminer
la vitesse tangentielle vT.
La vitesse radiale vR par exemple de la cible mobile B est déterminée par la longueur rb par exemple de la cible mobile B' dans la direction de l'éloignement sur la carte des taux Doppler. La vitesse radiale vR est constituée par le rapport entre la longueur rb dans la direction de l'éloignement et la durée nécessaire à cet effet, c'est-à-dire à la durée tB de l'éclairage par l'antenne. Comme on peut le voir sur la figure 5c, cette longueur pour la cible mobile A est nulle, alors que la cible mobile B se déplace vers l'extérieur et
présente de ce fait une longueur correspondante rb.
Claims (1)
1. Procédé de détection, de localisation et de détermination de la vitesse de cibles mobiles à partir de données radar brutes d'un système d'imagerie (SAR) cohérent, à un ou plusieurs canaux et embarqué sur un porteur, dans lequel pour la formation de l'image de la surface terrestre à rapports de rétrodiffusion divers sont formés de façon continue des spectres azimutaux se succédant dans le temps pendant une durée déterminée et dans lequel on obtient un décalage de fréquence (/\F(t)) de la fraction constituée par le rapport de rétrodiffusion par détermination de la position du maximum des corrélations entre deux spectres azimutaux formés respectivement immédiatement l'un après l'autre dans le temps, caractérisé en ce que les décalages de fréquence (/\F(t)) de l'ensemble du jeu de données radar brutes sont évalués de manière à établir une carte des décalages de fréquence (\F(t, r)); une carte des taux Doppler (D(t, r)) est obtenue par subdivision de la carte des décalages de fréquence (AF(t, r)) par la distance dans le temps ({Lzt) entre deux spectres azimutaux reçus immédiatement l'un après l'autre; ensuite une cible mobile (B) est détectée par recherche dans la carte des taux Doppler (D(t, r)) de valeurs s'écartant d'un taux Doppler nominal (Dnom); le centre de gravité d'une image de la cible mobile (B) détectée est formé de manière à localiser en outre la cible mobile (B) en ce qui concerne sa position dans la direction du vol et de l'éloignement; la vitesse tangentielle (VT) de la cible mobile est déterminée en négligeant son accélération radiale par un taux Doppler (DmB) pouvant être détecté sur la carte des taux Doppler (D(t, m)); et la vitesse radiale (VR) de la cible mobile (B) est finalement déterminée à partir du rapport entre une longueur (rB) de la cible mobile dans la direction de l'éloignement sur la carte des taux Doppler (D(t, r)) et la durée (tB) d'une durée d'éclairage par l'antenne.
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