FR2766276A1 - Procede pour la synchronisation de donnees de mesure de navigation avec des donnees de radar a ouverture synthetique et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
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Abstract
On détermine un signal de déviation de l'avion dans la direction de déplacement de l'antenne à partir des données du radar, on détermine un signal de déviation DELTArNAV (t) dans la direction d'observation de l'antenne radar à partir des données de mesure de navigation, on forme la corrélation croisée de ces signaux et on détermine le maximum du résultat de la corrélation croisée r (t), dont la position indique le décalage temporel DELTAt entre les données du radar et les données de mesure de navigation, les données du radar étant alors retardées de DELTAt avant la compensation d'erreurs de déplacement.Application aux systèmes radar d'avions.
Description
PROCEDE POUR LA SYNCHRONISATION DE DONNEES DE MESURE DE
NAVIGATION AVEC DES DONNEES DE RADAR A OUVERTURE
SYNTHETIQUE ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE
PROCEDE
L'invention concerne un procédé pour la synchronisation de données de mesure de navigation moyennant l'utilisation d'une part de données, obtenues au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité, d'un système radar SAR (radar à ouverture synthétique) porté par un objet volant, tel qu'un avion, et équipé d'une antenne radar orientée de préférence perpendiculairement à la direction de vol et obliquement vers le bas, et d'autre part de données de mesure d'un système de navigation coopérant, et en outre un dispositif pour la mise en oeuvre
de ce procédé.
Un système radar connu commercialisé par la demanderesse et embarqué à bord d'un avion est pourvu d'une ouverture synthétique (radar SAR) travaille dans ce qu'on appelle la bande L, la bande C et la bande X. Un tel système radar sert à former l'image de la surface du sol le long de la trajectoire de l'avion. L'antenne radar est orientée perpendiculairement à la direction de vol et obliquement vers le bas. Il en résulte que l'on obtient une carte du terrain, dont les points images reproduisent la
réflectivité des objets situés au sol pour le radar.
En général, lors du traitement de l'image du radar, on suppose l'existence de conditions de vol idéales, ce qui signifie que l'on considère la trajectoire, la position et la vitesse d'avance comme constantes. Dans la pratique ces conditions idéales n'existent cependant pas étant donné que l'avion est dévié de sa trajectoire de vol nominale par des turbulences et que sa vitesse d'avance varie également. Des écarts de l'altitude de vol et des écarts latéralement par rapport à la direction de vol entraînent une variation de la distance oblique entre l'antenne radar et la cible éclairée au sol et agissent par conséquent sur l'allure de la phase du signal de rétrodiffusion. La variation de la vitesse d'avance empêche en outre un balayage équidistant de la bande de terrain éclairée. Les erreurs de déplacement affectent la compression en azimut et conduisent à une altération de la qualité des images radar traitées, ce qui conduit à des distorsions géométriques, à une altération de
la résolution et à une réduction du contraste.
Pour améliorer la qualité de l'image, on connaît à cet égard déjà plusieurs procédés et dispositifs. Une possibilité consiste à corriger des erreurs de phase et à réaliser un asservissement de la fréquence de répétition des impulsions. A cet égard on connaît d'après les documents allemands DE 42 25 413 et DE 44 03 190 un procédé approprié qui permet de calculer, à partir des données de mesure d'un système inertiel de référence de cap/de position les erreurs de déplacement décrites et les
paramètres de correction nécessaires.
Cependant les systèmes de navigation de ce type indiquent les données de position avec un certain retard de sorte que ces données sont en retard d'une valeur déterminée par rapport au signal du radar. En dehors du retard interne du système de navigation, il apparaît d'autres retards lors de la transmission, de l'enregistrement ou lors du traitement des données de position. Afin que soit garantie une compensation optimale des erreurs de déplacement, il faut établir une association temporelle aussi précise que possible des données de mesure de navigation aux données du radar. La précision de la synchronisation temporelle devrait être de l'ordre de
quelques millisecondes.
De façon usuelle, les retards lors de la transmission, la mémorisation ou du traitement de données de mesure de navigation sont déterminés par mesure des temps de propagation des signaux, directement au niveau du matériel. Pour la détermination du retard interne du système de mesure de navigation, il faudrait mesurer d'une manière appropriée l'intervalle de temps entre l'apparition d'un déplacement et la délivrance des données correspondantes. Dans la plupart des cas, on se reporte cependant aux indications du fabricant. En outre il faut tenir compte du fait que, également dans le système radar SAR, les temps de retard apparaissent lors de la transmission, de la mémorisation ou du traitement des données du radar. Ces temps de retard doivent être pris en compte en rapport avec les temps de retard indiqués précédemment des données de mesure de navigation du système de navigation étant donné que finalement seul est
intéressant le "temps de retard total".
Un inconvénient dans le procédé connu de compensation d'erreurs de déplacement d'images de radars SAR est par conséquent le fait que les temps de retard, qui apparaissent lors de la production, de la transmission, de la mémorisation ou du traitement des données de mesure de navigation et des données du radar, peuvent être déterminées seulement d'une manière incomplète et/ou imprécise au moyen de la technique de mesure. En outre, ce qui est un inconvénient, les temps de retard décrits dépendent fortement du matériel et du logiciel respectivement utilisés. Même dans le cas d'appareils de navigation du même type et du même fabricant, ces temps de retard sont soumis à des variations individuelles. Dans le cas d'un éventuel remplacement ou d'une modification de composants individuels du système de navigation ou du système radar, les temps de retard doivent être à nouveau mesurés. Des variations de longue durée des temps de retard ne peuvent être détectées qu'au moyen de mesures devant être réitérées en permanence. En outre un inconvénient tient au fait que le procédé de mesure lui-même peut
inclure également des temps de retard.
L'invention a pour but, pour réaliser la compensation d'erreurs de déplacement d'images SAR et par conséquent pour améliorer la qualité de l'image du radar SAR, d'indiquer un procédé et, pour la mise en oeuvre de ce procédé, un dispositif, qui permettent la mesure des temps de retard aussi bien des données de mesure de navigation que des données du radar et une synchronisation des données de mesure de navigation avec les données associées du radar avant l'exécution de la compensation proprement dite
d'erreurs de déplacement.
Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un procédé et d'un dispositif permettant
d'obtenir des images du radar SAR de haute qualité.
Le problème est résolu d'une part à l'aide d'un procédé pour la synchronisation de données de mesure de navigation moyennant l'utilisation d'une part de données, obtenues au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité, d'un système radar SAR (radar à ouverture synthétique) porté par un objet volant, tel qu'un avion, et équipé d'une antenne radar orientée de préférence perpendiculairement à la direction de vol et obliquement vers le bas, et d'autre part de données de mesure d'un système de navigation coopérant, caractérisé en ce qu'une synchronisation des données de mesure de navigation est exécutée avec les données du radar, synchronisation qui s'effectue par le fait qu'un signal de déviation ArRDM(t) de l'avion dans la direction d'observation de l'antenne radar est déterminé à partir des données du radar au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité, qu'un signal de déviation Ar.v(t) dans la direction d'observation de l'antenne radar est déterminé à partir des données de mesure de navigation, que les variations ArRDM(t) et ArN. v(t) des signaux de déviation sont corrélées selon une corrélation croisée et que le maximum du résultat de corrélation croisée K(t), que l'on obtient, est déterminé, la position du maximum de corrélation de la fonction K(t) indiquant le décalage temporel At entre les données du radar et les données de mesure de navigation et que finalement les données du radar sont retardées de l'intervalle de temps At avant qu'intervienne, dans le cadre de la formation de l'image du radar SAR, la
compensation proprement dite des erreurs de déplacement.
Selon une caractéristique de l'invention, dans le cas de l'émission d'impulsions radar dilatées, par exemple
de ce qu'on appelle des impulsions de compression-
expansion, une compression des impulsions radar, adaptée au type respectif d'expansion, dans la direction d'éloignement
est exécutée sur le côté réception.
Selon une caractéristique de l'invention, avant l'exécution de la corrélation croisée, le signal de déviation ArNAv(t) calculé à partir des données de mesure de navigation est soumis à un filtrage passe-haut, le filtrage passe-haut étant exécuté de la même manière que le filtrage passe-haut, également exécuté avant la corrélation croisée, du signal de déviation ArRDM(t) déterminé au moyen
du procédé basé sur le décalage de réflectivité.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé est caractérisé par une utilisation correspondante
dans des systèmes de sonar ou de lidar.
Le problème est en outre résolu à l'aide d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif pour calculer le signal de déviation AriDM(t) présent dans la direction d'observation de l'antenne, au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité à partir des données du radar, qu'il est prévu un dispositif pour calculer le signal de déviation ArAv(t) présent dans la direction d'observation de l'antenne et obtenu à partir des données de mesure de navigation, qu'il est prévu un dispositif pour déterminer le décalage temporel At entre les données du radar et les données de mesure de navigation et qui est constitué d'une part par une unité, qui reçoit les signaux de déviation ArRD(t) et ArNAv(t) et sert à exécuter une corrélation croisée connue en soi pour la production du résultat de corrélation At, et d'autre part par une unité, qui est disposée en aval de cette unité et qui détermine le maximum du résultat de corrélation K(t) et délivre la position ou la valeur en abscisses du maximum At et qu'il est prévu un dispositif disposé en aval du dispositif servant à déterminer le décalage temporel At, et servant à retarder les données du radar d'une valeur absolue At de sorte que le décalage temporel At entre les données du radar et les
données de mesure de navigation est compense.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les données du radar, qui sont envoyées aussi bien au dispositif servant à calculer le signal de déviation ArRDM(t), qu'au dispositif de retardement traversent au préalable un dispositif pour réaliser la compression dans
la direction d'éloignement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif servant à calculer le signal de déviation ArN1(t) dans la direction d'observation de l'antenne est constitué par une unité, qui traite un signal d'entrée Ay(t), qui indique une déviation horizontale de l'avion par rapport à la trajectoire de vol nominale, un signal d'entrée Az(t) qui indique une variation de l'altitude de vol, un signal d'entrée Ho qui indique l'altitude de vol moyenne au-dessus du sol et un signal d'entrée Ro qui indique la distance oblique minimale entre l'antenne radar et un point au sol, pour la production d'un signal Ar'NA(t) indiquant la déviation de l'avion dans la direction d'observation de l'antenne, et par une autre unité, qui est disposée en aval de l'unité indiquée précédemment et reçoit par conséquent le signal ArN>v(t) et qui représente un filtre passe-haut qui est configuré et accordé de la même manière que le filtre passe-haut situé dans le dispositif servant à calculer le signal de déviation ArD,(t) dans la direction d'observation de l'antenne et qui produit le signal de déviation ArNAv(t) envoyé à l'unité (30_) pour l'exécution de la corrélation
croisée.
Le procédé selon l'invention part du procédé basé sur le décalage de réflectivité connu d'après le document allemand DE 39 29 428 C2, et sur le procédé connu d'après les documents allemands DE 42 25 413 et DE 44 03 190 servant à réaliser la compensation de déplacement dans des images de radars SAR à l'aide d'un système de référence de cap/de position et, dans le cadre d'une variante, utilise le procédé d'assistance des indications délivrées par un système inertiel au moyen de systèmes supplémentaires de navigation. Le décalage temporel entre des données de mesure de navigation et des données du radar est alors déterminé comme suit: 1. Tout d'abord une exploitation des données du radar est exécutée au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité, ce qui réalise tout d'abord une exploitation des données du radar, qui permet de déterminer la déviation du porteur (l'avion) dans la direction d'observation de l'antenne. Cette allure de déviation ne présente par principe aucun décalage temporel par rapport aux données du radar étant donné qu'elle a été obtenue précisément à partir de ces
données du radar.
2. La déviation du porteur dans la direction d'observation de l'antenne est déterminée à partir des indications
fournies par un système de navigation.
3. Les variations dans le temps des signaux de déviation, qui ont été obtenues au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité au moyen du système de
navigation, sont soumises à une corrélation croisée.
4. La position du maximum de la corrélation croisée est déterminée; il indique le décalage temporel réciproque
des deux signaux.
5. Les données du radar sont retardées de cet intervalle de temps ou décalage temporel. La synchronisation entre des données de mesure de navigation et des données du radar, qui sont réciproquement associées, est par conséquent établie. Une compensation parfaite d'erreurs de déplacement dans les données du radar peut être exécutée lors de la formation de l'image du radar SAR, en raison
de la condition de synchronisme.
Grâce à l'utilisation du procédé selon l'invention on obtient une série d'avantages par rapport à une mesure effectuée directement avec le système matériel. Le temps de retard entre les données de mesure de navigation et les données du radar peut être déterminé avec une seule mesure par l'intermédiaire de l'ensemble du système, c'est-à-dire de la détection jusqu'à l'enregistrement ou le traitement des données. Le temps de retard peut être mesuré avant chaque traitement de l'image du radar SAR, ce qui permet de détecter des variations de longue durée du décalage temporel. La mesure du temps de retard est indépendante du système de navigation utilisé. Des modifications apportées au matériel du système de navigation n'ont aucune influence sur la mesure. La mesure réalisée conformément au procédé
selon l'invention s'effectue sans aucun retard.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique de la situation géométrique pour un radar SAR embarqué dans un avion, et du choix du système de coordonnées;
- la figure 2 représente schématiquement un schéma-
bloc d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de traitement de signaux pour le traitement de données d'un radar SAR avec compensation de déplacement moyennant l'utilisation d'une synchronisation des données de mesure de navigation; - la figure 3 représente un schéma-bloc détaillé de la synchronisation des données de mesure de navigation; et - la figure 4 représente un schéma-bloc plus détaillé de la partie du circuit de la figure 3 (entouré par une ligne formée de tirets), qui est responsable du calcul du décalage temporel entre les données du radar et les données de mesure de navigation et par conséquent est
responsable de leur synchronisation.
Sur la figure 1 on a représenté schématiquement la situation géométrique pour un radar SAR embarqué dans un avion et le choix du système de coordonnées spatiales x, y et z. Un avion F doit se déplacer dans une direction de vol nominale x; la direction horizontale, qui est transversale par rapport à la direction de vol nominale, est désignée par y et la direction dans le sens de la hauteur est désignée par z. La distance oblique minimale par rapport à un point P au sol est désignée par Ro et l'angle de
couverture en azimut est désignee par A,.
Les expressions utilisées dans l'explication qui va suivre du procédé selon l'invention sont les suivantes: Ho altitude de vol moyenne au-dessus du sol; K(t) résultat de la corrélation; KzDM(t) résultat de la corrélation (procédé basé sur le décalage de réflectivité) S(t) signal de rétrodiffusion du radar; Ao amplitude du signal; p(t) allure de phase nominale; 9._(t) erreur de phase due à l'ecart par rapport à la trajectoire de vol de consigne; Ro distance oblique minimale par rapport à un point au sol; Arvc=, déviation dans la direction d'observation à partir du calcul de navigation; ArRDM(t) déviation dans la direction d'observation à partir du calcul selon le procédé basé sur le décalage de réflectivité; At décalage temporel entre les donnes du radar et les données de mesure de navigation; AtDM(t) largeur de pas pour le calcul selon le procédé basé sur le décalage de réflectivité; v,(t) vitesse d'avance; dy(t) déviation horizontale transversalement par rapport à la direction de vol nominale; Az(t) variation de l'altitude de vol; A2 longueur d'onde;
Q'_ angle de dépression de l'antenne.
En référence à la figure 2, on va décrire ci-après, pour un dispositif servant pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de traitement de signaux du radar SAR avec compensation de déplacement, le déroulement de principe du traitement des données du radar SAR, qui comprend les étapes suivantes: Les données reçues du radar SAR sont tout d'abord comprimées dans la direction d'éloignement. En effet, pour des questions d'énergie, les impulsions dilatées par le radar, de préférence des impulsions modulées en fréquence et présentant une allure de phase quadratique, ce qu'on appelle des impulsions d'expansion- compression, sont émises, ces impulsions étant corrélées, après la réception, avec une réplique de ce signal. Dans le cas d'un radar à ouverture synthétique (SAR), ceci est désigné comme étant une compression dans la direction d'éloignement. Après une transposition des données comprimées du radar, un retard d'un intervalle de temps At est appliqué pour la synchronisation de ces données avec les données associées de mesure de navigation. L'intervalle de temps At correspond à la durée, dont les données de mesure de
navigation sont en retard par rapport aux données du radar.
L'intervalle de temps At est calculé. Le procédé de calcul de l'intervalle de temps At sera expliqué plus loin de
façon détaillée au cours de la description en référence aux
figures 3 à 5.
La compensation suivante d'erreurs de déplacement comprend de façon détaillée plusieurs étapes. Une correction de la vitesse d'avance v,(t) est exécutée. La variation de la vitesse d'avance, c'est-à-dire de la vitesse dans la direction x, en effet a pour conséquence le fait que la bande de terrain éclairée n'est plus balayée d'une manière équidistante avec la fréquence de répétition
des impulsions (PRF) du radar.
Lors d'un survol, cette erreur de déplacement peut être compensée par la post-régulation en direct de la fréquence de répétition des impulsions. L'expression "en direct" désigne un rééchantillonnage, c'est- à-dire une interpolation et un nouvel échantillonnage des données brutes du radar. Dans le cadre de la compensation d'erreurs de déplacement, on peut également réaliser une correction de déviation. En effet la déviation dans le sens de la distance oblique conduit également à une association erronée du signal de rétrodiffusion aux portes
correspondantes de distance.
On peut éliminer cet effet nuisible au moyen d'un retard supplémentaire du signal d'écho du radar avant la correction de phase. La correction de phase doit compenser une erreur de phase, qui est provoquée par un écart par rapport à la trajectoire de vol de consigne. Le signal de rétrodiffusion S(t) du radar peut être décrit comme suit: S(t) = Ao À e À ei''==() (1) A. est l'amplitude du signal, p(t) est la phase nominale et q=(t) est l'erreur de phase provoquée par
l'écart par rapport à la trajectoire de vol de consigne.
Pour la correction de l'erreur de phase, le signal de rétrodiffusion S(t) est multiplié par le terme d'erreur de phase complexe conjugue eé= La compensation d'erreur de déplacement est en outre suivie par une compression dans
la direction azimutale.
Le signal de rétrodiffusion présente en effet une allure de phase approximativement quadratique en raison de la modification de la distance oblique pendant le vol à proximité de la cible éclairée. Les réponses de cibles ponctuelles dans la direction en azimut sont obtenues au moyen de la corrélation de ce signal de rétrodiffusion avec une fonction pouvant être calculée a priori présentant la même allure de phase. Le processus est également désigné
sous l'expression compression en azimut.
Comme données de mesure de navigation, on utilise les résultats de mesure d'un système de navigation, comme par exemple d'un récepteur dit GPS (sigle tiré de l'anglais Ground Positioning System, c'est-à- dire système de positionnement par rapport au sol), d'un système de navigation inertiel (INS, sigle tiré de l'anglais Inertial
Navigation System) ou de combinaisons de ces procédés.
Sur la figure 3, on a représenté, en référence au dispositif représenté sur la figure 2, un schéma-bloc détaillé du système de synchronisation des données de mesure de navigation sur les données du radar. Dans ce système, les données du radar, qui sont comprimées dans la direction d'éloignement et sont ensuite transposées, sont envoyées à un dispositif 10 pour le calcul d'un signal de déviation ArRDM(t) dans la direction d'observation de l'antenne. Le calcul peut être réalisé à l'aide du procédé basé sur le décalage de réflectivité, qui est décrit dans le document allemand 39 22 428. Les données de mesure de navigation sont envoyées a un dispositif 20 servant à calculer un signal de déviation Arv,(t) dans la direction d'observation de l'antenne. Une détermination du décalage temporel At entre les données du radar et les données de mesure de navigation est exécutée dans un dispositif 30 servant à calculer le retard des données de mesure de navigation. En aval de ce dispositif 30 est branché un dispositif 40 servant à réaliser le décalage temporel des données du radar, et ce de la valeur At, pour compenser le décalage temporel entre les données du radar et les données
de mesure de navigation, associées.
Pour la compensation d'erreurs de déplacement de systèmes radar SAR, ce qui est important c'est la détermination correcte d'une part de la vitesse d'avance vx(t) dans la direction d'avance ainsi que du signal ArNv(t) du support (avion) dans la direction d'observation
(LOS, tiré de l'expression anglaise "Line of Sight", c'est-
à-dire lire de visée) de l'antenne, ce qui est également représenté sur la figure 3. D'autre part les données du radar, qui sont retardées du décalage temporel At au moyen du dispositif de 40, sont nécessaires pour la compensation
d'erreurs de déplacement.
Sur la figure 4, on a représenté un schéma-bloc plus détaillé de la partie du circuit de la figure 3, qui est située sur la figure 3 à l'intérieur d'un bloc entouré par une ligne formée de tirets et qui est responsable du calcul du décalage temporel entre les données du radar et les données de mesure de navigation et par conséquent est
responsable de leur synchronisation.
Le dispositif 20 représenté sur la figure 3 et servant à calculer le signal de déviation ArNAv(t) dans la direction d'observation de l'antenne contient de façon détaillée une unité 20, qui traite le signal d'entrée Jy(t), qui indique la déviation horizontale de l'avion par rapport à la trajectoire de vol minimale, le signal d'entrée Az(t) qui indique la variation de l'altitude de vol, le signal d'entrée Ho qui indique l'altitude de vol moyenne au-dessus du sol et le signal d'entrée Ro qui indique la distance oblique minimale entre l'antenne radar et un point au sol, à l'aide d'un procédé du type décrit par exemple dans les documents allemands DE 42 25 413 et DE 44 03 190, pour produire à partir de là le signal de déviation Ar'N,(t) de l'avion dans la direction d'observation de l'antenne. Ce signal de déviation ArN>v(t) est déterminé comme suit: z1r'x(t) = Ro0-f92-[Ho+ Az(t)]2+Jy2(t)]+[Ho+Az(t)]2 (2) ou Ar'Nv,,,(t) = Ay(t). cosOD = Az(t). sinOD (3) avec: Ho sihOD = --- (4) Ro Ro est la distance oblique minimale de consigne entre l'antenne radar et un point au sol. L'altitude moyenne de l'avion est désignée par Ho et go décrit l'angle de dépression de l'antenne. La phase de correction se calcule comme suit:
A7
o(t).--. Ar'^v(t). (5) En outre le dispositif 20 représenté sur la figure 3 contient de façon détaillée, à la suite de l'unité 20x, une unité 202 qui représente un filtre passe-haut, qui est également configuré et accordé comme filtre passe-haut qui sera encore décrit plus loin et est situé dans une unité 10. L'unité 202 produit par conséquent le signal de sortie
ArN>v(t) à partir du signal de déviation Ar',v(t).
Comme cela a déjà été mentionné, dans le dispositif décrit pour la représentation de l'image du radar SAR lors de la compensation d'erreurs de déplacement avec des données de mesure de navigation, de préférence conformément aux brevets allemands 42 25 413 et 44 03 190, on réalise en outre également une compensation d'erreurs de déplacement au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité
conformément au document allemand 39 22 428 C2.
Ce procédé basé sur le décalage de réflectivité est un procédé pour déterminer les erreurs de déplacement d'un système radar SAR, qui évalue les données brutes du radar avant d'effectuer la compression d'azimut. Le procédé permet de déterminer la déviation ArRDM(t) du support (avion) par rapport à la trajectoire de vol nominale dans la direction d'observation de l'antenne et la vitesse d'avance. On obtient le déroulement suivant du procédé basé sur le décalage de réflectivité, tel qu'il est également
illustré sur la figure 4.
1. Calcul des spectres de puissance en azimut S(f,n) à partir de n impulsions du radar pour chaque ligne en
azimut.
2. Formation des spectres de puissance en azimut S(f,n) par formation de la moyenne des spectres de 32 lignes
voisines respectives en azimut.
3. Corrélation croisée du spectre de puissance en azimut S(f,n) avec le spectre S(f,n-l) calculé précédemment: KDM(f,n) = S(f,n) e S(f,n- l) (6) 4. Détection du maximum du résultat de corrélation K,.M(f,n). La position du maximum indique le décalage de
fréquence de la réflectivité.
5. Des erreurs de la corrélation croisée sont identifiées
et corrigées grâce à l'utilisation d'un filtre sigma.
Les causes d'erreurs sont essentiellement des variations
brusques dans le temps de l'allure de la réflectivité.
6. Filtrage passe-bas de la variation dans le temps des décalages de fréquence calculés auparavant, et conversion ultérieure en la variation dans le temps dela vitesse d'avance.
7. Filtre passe-haut de la variation dans le temps des décalages en fréquence pour l'obtention de l'accélération dans la direction d'observation de l'antenne. Une double intégration et une normalisation pour déterminer le signal de déviation ArDM(t) sont exécutées. 8. Enfin les valeurs pour la correction des erreurs de temps de propagation des impulsions du radar ainsi que les phases de correction sont calculées à partir du signal de déviation ArR.M(t) dans la direction
d'observation de l'antenne.
Le dispositif 30 représenté sur la figure 3 et servant à calculer le retard des données de mesure de navigation et par conséquent à déterminer le décalage temporel At entre les données du radar et les données de mesure de navigation contient une unité 30, servant à exécuter la corrélation croisée connue en soi et à laquelle sont envoyés les signaux de déviation ArNx(t) et ArDM(t) dans la direction d'observation de l'antenne. Le résultat K(t) de la corrélation croisée est produit à partir de ces deux signaux de déviation dans l'unité 30: K(t) = Arev(t) ArRDM(t) Une unité 302, qui détermine le maximum du résultat de corrélation K(t), est branchée en aval de l'unité 30O servant à exécuter la corrélation croisée. La position du maximum et de la valeur en abscisses du maximum désigne
alors le décalage temporel recherché Jt.
D'autres possibilités avantageuses d'application du procédé travaillant conformément à l'invention existent dans des systèmes lidar et sonar, qui travaillent d'une manière qui correspond à un système radar à ouverture synthétique.
Claims (7)
1. Procédé pour la synchronisation de données de mesure de navigation moyennant l'utilisation d'une part de données, obtenues au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité, d'un système radar SAR (radar à ouverture synthétique) porté par un objet volant, tel qu'un avion, et équipé d'une antenne radar orientée de préférence perpendiculairement à la direction de vol et obliquement vers le bas, et d'autre part de données de mesure d'un système de navigation coopérant, caractérisé en ce qu'une synchronisation des données de mesure de navigation est exécutée avec les données du radar, synchronisation qui s'effectue par le fait qu'un signal de déviation ArRDM(t) de l'avion dans la direction d'observation de l'antenne radar est déterminé à partir des données du radar au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité, qu'un signal de déviation ArNAv(t) dans la direction d'observation de l'antenne radar est déterminé à partir des données de mesure de navigation, que les variations ArRDM(t) et ArN> ,(t) des signaux de déviation sont corrélées selon une corrélation croisée et que le maximum du résultat de corrélation croisée K(t), que l'on obtient, est déterminé, la position du maximum de corrélation de la fonction K(t) indiquant le décalage temporel At entre les données du radar et les données de mesure de navigation et que finalement les données du radar sont retardées de l'intervalle de temps At avant qu'intervienne, dans le cadre de la formation de l'image du radar SAR, la
compensation proprement dite des erreurs de déplacement.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas de l'émission d'impulsions radar dilatées, par exemple de ce qu'on appelle des impulsions de compression-expansion, une compression des impulsions radar, adaptée au type respectif d'expansion, dans la
direction d'éloignement est exécutée sur le côté réception.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'avant l'exécution de la corrélation croisée, le signal de déviation ArNv(t) calculé à partir des données de mesure de navigation est soumis à un filtrage passe-haut, le filtrage passe-haut étant exécuté de la même manière que le filtrage passe-haut, également exécuté avant la corrélation croisée, du signal de déviation ArRM(t) déterminé au moyen du procédé basé sur
le décalage de réflectivité.
4. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé par une utilisation
correspondante dans des systèmes de sonar ou de lidar.
5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (10) pour calculer le signal de déviation ArRM(t) présent dans la direction d'observation de l'antenne, au moyen du procédé basé sur le décalage de réflectivité à partir des données du radar, qu'il est prévu un dispositif (20) pour calculer le signal de déviation Ar,,,(t) présent dans la direction d'observation de l'antenne et obtenu à partir des données de mesure de navigation, qu'il est prévu un dispositif (20) pour déterminer le décalage temporel At entre les données du radar et les données de mesure de navigation et qui est constitué d'une part par une unité (30,), qui reçoit les signaux de déviation ArD(t) et Ar.,v(t) et sert à exécuter une corrélation croisée connue en soi pour la production du résultat de corrélation At, et d'autre part par une unité (302), qui est disposée en aval de cette unité (30x) et qui détermine le maximum du résultat de corrélation K(t) et délivre la position ou la valeur en abscisses du maximum At et qu'il est prévu un dispositif (40) disposé en aval du dispositif (30) servant à déterminer le décalage temporel At, et servant à retarder les données du radar d'une valeur absolue At de sorte que le décalage temporel At entre les données du radar et les
données de mesure de navigation est compense.
6. Dispositif selon la revendication 5 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les données du radar, qui sont envoyées aussi bien au dispositif (10) servant à calculer le signal de déviation ArDM(t), qu'au dispositif de retardement (40) traversent au préalable un dispositif pour réaliser la
compression dans la direction d'éloignement.
7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou
6, caractérisé en ce que le dispositif (10) servant à calculer le signal de déviation ArN>v(t) dans la direction d'observation de l'antenne est constitué par une unité (20,), qui traite un signal d'entrée Ay(t), qui indique une déviation horizontale de l'avion par rapport à la trajectoire de vol nominale, un signal d'entrée Az(t) qui indique une variation de l'altitude de vol, un signal d'entrée Ho qui indique l'altitude de vol moyenne au-dessus du sol et un signal d'entrée Ro qui indique la distance oblique minimale entre l'antenne radar et un point au sol, pour la production d'un signal Ar'Av(t) indiquant la déviation de l'avion dans la direction d'observation de l'antenne, et par une autre unité (202), qui est disposée en aval de l'unité (20L) indiquée précédemment et reçoit par conséquent le signal Ar,,v(t) et qui représente un filtre passe-haut qui est configuré et accordé de la même manière que le filtre passe-haut situé dans le dispositif (10) servant à calculer le signal de déviation ArD(t) dans la direction d'observation de l'antenne et qui produit le signal de déviation ArN> v(t) envoyé à l'unité (30,) pour
l'exécution de la corrélation croisée.
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