RU2468384C1 - Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar - Google Patents
Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2468384C1 RU2468384C1 RU2011132747/07A RU2011132747A RU2468384C1 RU 2468384 C1 RU2468384 C1 RU 2468384C1 RU 2011132747/07 A RU2011132747/07 A RU 2011132747/07A RU 2011132747 A RU2011132747 A RU 2011132747A RU 2468384 C1 RU2468384 C1 RU 2468384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthesis
- target
- ground
- moving
- aperture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в бортовых РСА при селекции движущихся наземных целей (СДНЦ).The invention relates to the field of radar and can be used in airborne SAR for the selection of moving ground targets (SDNTS).
Современные РСА позволяют получать радиолокационное изображение земной поверхности и расположенных на ней объектов (целей) с высоким разрешением по азимуту и дальности, которое близко по качеству к фотоснимкам, в любое время года и суток, независимо от уровня освещенности, метеорологических условий и на больших дальностях в реальном масштабе времени, а также осуществлять селекцию движущихся целей (СДЦ) на фоне отражений от земной поверхности и измерять их радиальные скорости [см., например, Сазонов Н.А., Щербинин В.Н. Многочастотный способ селекции движущихся целей в РСА. - Радиотехника, 1995, №11, стр.6-8].Modern SAR make it possible to obtain a radar image of the earth's surface and objects (targets) located on it with high resolution in azimuth and range, which is close in quality to photographs, at any time of the year or day, regardless of the level of illumination, meteorological conditions, and at long ranges in real time, as well as select moving targets (SDC) against the background of reflections from the earth's surface and measure their radial velocities [see, for example, Sazonov N.A., Scherbinin V.N. Multifrequency method for moving targets selection in SAR. - Radio engineering, 1995, No. 11, p.6-8].
Известен способ определения движущихся наземных целей с помощью РСА [Патент РФ №2084920 от 20.07.97 / Сазонов Н.А., Щербинин В.Н.], заключающийся в формировании трех синтезированных апертур на разной несущей частоте зондирующих импульсов, каждую из которых формируют со своим интервалом синтезирования. Величина интервала синтезирования рассчитывается исходя из неизменного разрешения по азимуту. Период повторения зондирующих импульсов определяется исходя из условия неизменного количества отсчетов на интервалах синтезирования. Центры этих интервалов синтезирования совмещаются в пространстве, при этом в канале с большей несущей частотой зондирующих импульсов апертуры формируются с задержкой в зависимости от размеров апертур и скорости ЛА. Разрешение по дальности в каждом канале поддерживается постоянным. Разностные сигналы формируются без предварительного сдвига фаз принимаемых сигналов по соответствующим каналам. Определяется радиальная скорость движущейся цели.A known method for determining moving ground targets using SAR [RF Patent No. 2084920 from 07.20.97 / Sazonov N.A., Scherbinin V.N.], which consists in the formation of three synthesized apertures at different carrier frequencies of the probe pulses, each of which form its synthesis interval. The value of the synthesis interval is calculated on the basis of a constant resolution in azimuth. The repetition period of the probe pulses is determined based on the condition of a constant number of samples at the synthesis intervals. The centers of these synthesis intervals are aligned in space, while in the channel with a higher carrier frequency of the probe pulses, apertures are formed with a delay depending on the size of the apertures and the speed of the aircraft. Range resolution in each channel is kept constant. Difference signals are generated without a preliminary phase shift of the received signals through the corresponding channels. The radial speed of a moving target is determined.
Недостатком данного способа является то, что измеряется только радиальная составляющая скорости наземной движущейся цели.The disadvantage of this method is that only the radial component of the speed of the ground moving target is measured.
Техническим результатом изобретения является определение полной скорости и направления движения наземной цели с помощью РСА, установленной на ЛА, для обеспечения эффективного наведения других движущихся объектов на обнаруженную ДЦ.The technical result of the invention is the determination of the full speed and direction of movement of a ground target using an SAR installed on an aircraft to ensure effective guidance of other moving objects to the detected DC.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения скорости и направления движения наземной цели с помощью РЛС с синтезированием апертуры антенны, заключающемся в формировании трех синтезированных апертур на различной несущей частоте излучения зондирующих импульсов, каждую из которых формируют со своим интервалом синтезирования, приеме отраженных сигналов раздельно по трем каналам, последующей их обработке, в формировании разностных сигналов без предварительного сдвига фаз принимаемых сигналов по соответствующим каналам и определении радиальной скорости движущейся цели, дополнительно определяют углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности θ1 и θ2 в моменты времени t1 и t2, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны, а полную скорость Vп и направление движения наземной цели θп определяют соответственно по формуламThe specified technical result is achieved by the fact that in the known method for determining the speed and direction of movement of a ground target using radar with synthesizing the antenna aperture, which consists in the formation of three synthesized apertures at different carrier frequencies of the radiation of the probe pulses, each of which is formed with its own synthesis interval, receiving reflected signals separately for three channels, their subsequent processing, in the formation of differential signals without preliminary phase shift of the received signals the corresponding channels and determining the radial velocity of the moving target, additionally determine the viewing angles of the moving target on the earth’s surface θ 1 and θ 2 at time t 1 and t 2 corresponding to the centers of the first and second intervals of the synthesis of the antenna aperture, and the full speed V p and the direction of movement ground targets θ p are determined respectively by the formulas
, ,
, ,
где VR1 и VR2 - векторы радиальных скоростей в моменты времени t1 и t2, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны; θ1 и θ2 - углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности.where V R1 and V R2 are the vectors of radial velocities at time t 1 and t 2 corresponding to the centers of the first and second synthesis aperture synthesis intervals of the antenna aperture; θ 1 and θ 2 are the angles of observation of a moving target on the earth's surface.
Сущность способа поясняется фигурой, где показана геометрия задачи определения полной скорости и направления движения наземной цели на плоскости. На этой фигуре следующие обозначения: VЛА - вектор скорости ЛА; θп - угол между направлением вектора полной скорости ДЦ VП и отрицательным направлением оси X, параллельной вектору VЛА (определяет направление движения наземной цели); θ1 и θ2 - углы наблюдения ДЦ на земной поверхности; α1 и α2 - углы между направлениями векторов полной скорости и радиальных скоростей VR1 и VR2 в моменты времени t1 и t2 соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны.The essence of the method is illustrated by a figure, which shows the geometry of the problem of determining the full speed and direction of movement of a ground target on a plane. In this figure, the following notation: V LA - aircraft speed vector; θ p - the angle between the direction of the vector of the full velocity vector DC V P and the negative direction of the X axis parallel to the vector V LA (determines the direction of movement of the ground target); θ 1 and θ 2 are the viewing angles of the DC on the earth's surface; α 1 and α 2 are the angles between the directions of the vectors of full speed and radial velocities V R1 and V R2 at time t 1 and t 2 corresponding to the centers of the first and second intervals of the synthesis of the antenna aperture.
Как видно из фигурыAs seen from the figure
VR1=VПcosα1, VR2=VПcosα2.V R1 = V P cosα 1 , V R2 = V P cosα 2 .
Следовательно,Hence,
, ,
Подставив (2) в (1), получим выражение для определения направления движения наземной целиSubstituting (2) in (1), we obtain an expression for determining the direction of motion of a ground target
Преобразовав (3), используя формулы суммы и разности арккосинусов [Справочник по элементарной математике / М.Я.Выгодский. - М: ACT: Астрель, 2006. стр.443], получаем выражение, которое определяет величину полной скоростиTransforming (3) using the formulas for the sum and difference of arccosines [Reference on elementary mathematics / M.Ya. Vygodsky. - M: ACT: Astrel, 2006. p. 433], we obtain an expression that determines the magnitude of the total speed
Углы θ1 и θ2 в (3) и (4) могут быть определены в РСА по положению оси диаграммы направленности антенны и смещению ДЦ относительно своего истинного положения, которое обусловлено эффектом Доплера [см., например, Сазонов НА., Щербинин В.Н., Ярушкин М.М. Селекция и определение азимута движущихся наземных целей. - Радиотехника, 2000, №6, стр.30-33].The angles θ 1 and θ 2 in (3) and (4) can be determined in the SAR by the position of the axis of the antenna pattern and the offset of the DC relative to its true position, which is due to the Doppler effect [see, for example, Sazonov NA., Scherbinin V. N., Yarushkin M.M. Selection and determination of the azimuth of moving ground targets. - Radio engineering, 2000, No. 6, pp. 30-33].
Полученные соотношения (4) и (3) определяют величину полной скорости и направление движения наземной цели в случае значительного превышения дальности до ДЦ высоты полета ЛА.The obtained relations (4) and (3) determine the magnitude of the full speed and direction of movement of the ground target in the case of a significant excess of the range to the aircraft center of the aircraft flight altitude.
Использование предлагаемого способа определения скорости и направления движения наземной цели с помощью РЛС с синтезированием апертуры антенны позволяет достаточно точно определять полную скорость и направление движения наземных целей с помощью трехчастотной РСА для дальнейшего обеспечения с помощью РСА эффективного целеуказания на обнаруженную наземную ДЦ.Using the proposed method for determining the speed and direction of movement of a ground target using radar with synthesizing the aperture of the antenna allows you to accurately determine the full speed and direction of movement of ground targets using a three-frequency SAR to further ensure effective targeting using a SAR to the detected ground DC.
Claims (1)
где VR1 и VR2 - векторы радиальных скоростей в моменты времени t1 и t2, соответствующие центрам первого и второго интервалов синтезирования апертуры антенны; θ1 и θ2 - углы наблюдения движущейся цели на земной поверхности. A method for determining the speed and direction of movement of a ground target using radar with the synthesis of the antenna aperture, which consists in the formation of three synthesized apertures at different carrier frequencies of the radiation of the probe pulses, each of which is formed with its own synthesis interval, receiving the reflected signals separately through three channels, their subsequent processing , in the formation of differential signals without preliminary phase shift of the received signals through the corresponding channels and determining the radial velocity of the driving target, characterized in that it further determines the viewing angles of a moving target on the earth’s surface θ 1 and θ 2 at time t 1 and t 2 corresponding to the centers of the first and second synthesis aperture synthesis intervals, and the total speed V P and the direction of movement of the ground target θ p are determined respectively by the formulas
where V R1 and V R2 are the vectors of radial velocities at time t 1 and t 2 corresponding to the centers of the first and second synthesis aperture synthesis intervals of the antenna aperture; θ 1 and θ 2 are the angles of observation of a moving target on the earth's surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132747/07A RU2468384C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132747/07A RU2468384C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2468384C1 true RU2468384C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011132747/07A RU2468384C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2468384C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617116C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-04-21 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for forming a surface image in a radar location with synthesization of antenna aperture with electronic control of a beam |
RU2626380C1 (en) * | 2016-10-21 | 2017-07-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion |
RU2786678C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-12-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for determining the speed and direction of movement of ground objects by an onboard radar station with an antenna array |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5442364A (en) * | 1993-07-22 | 1995-08-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Alignment and beam spreading for ground radial airborne radar |
RU2084920C1 (en) * | 1994-01-26 | 1997-07-20 | Николай Александрович Сазонов | Method for selection of moving targets on earth |
US6175326B1 (en) * | 1998-06-29 | 2001-01-16 | The Regents Of The University Of California | Moving receive beam method and apparatus for synthetic aperture radar |
EP1426785B1 (en) * | 2002-12-02 | 2005-06-01 | DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and apparatus for compensating phase errors in bi- or multistatic synthetic aperture radar systems |
RU2265866C1 (en) * | 2004-01-28 | 2005-12-10 | Закрытое акционерное общество "Новые технологии" | Method for increasing radiolocation resolution, system for realization of method and method for remote detection of small objects by system |
RU2313054C1 (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Active radar homing head |
RU2373551C1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-11-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Method of measuring angular coordinates of several objects in multichannel doppler radar sets |
WO2010001035A2 (en) * | 2008-06-11 | 2010-01-07 | Centre National D'etudes Spatiales | Method and device for estimating at least one speed component of a moving target |
-
2011
- 2011-08-03 RU RU2011132747/07A patent/RU2468384C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5442364A (en) * | 1993-07-22 | 1995-08-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Alignment and beam spreading for ground radial airborne radar |
RU2084920C1 (en) * | 1994-01-26 | 1997-07-20 | Николай Александрович Сазонов | Method for selection of moving targets on earth |
US6175326B1 (en) * | 1998-06-29 | 2001-01-16 | The Regents Of The University Of California | Moving receive beam method and apparatus for synthetic aperture radar |
EP1426785B1 (en) * | 2002-12-02 | 2005-06-01 | DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and apparatus for compensating phase errors in bi- or multistatic synthetic aperture radar systems |
RU2265866C1 (en) * | 2004-01-28 | 2005-12-10 | Закрытое акционерное общество "Новые технологии" | Method for increasing radiolocation resolution, system for realization of method and method for remote detection of small objects by system |
RU2313054C1 (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Active radar homing head |
RU2373551C1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-11-20 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Method of measuring angular coordinates of several objects in multichannel doppler radar sets |
WO2010001035A2 (en) * | 2008-06-11 | 2010-01-07 | Centre National D'etudes Spatiales | Method and device for estimating at least one speed component of a moving target |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617116C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-04-21 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for forming a surface image in a radar location with synthesization of antenna aperture with electronic control of a beam |
RU2626380C1 (en) * | 2016-10-21 | 2017-07-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion |
RU2786678C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-12-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for determining the speed and direction of movement of ground objects by an onboard radar station with an antenna array |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Estimation of three-dimensional motion parameters in interferometric ISAR imaging | |
Wu et al. | Translational motion compensation in ISAR image processing | |
EP1505408A1 (en) | A method for SAR processing without INS data | |
CN106526583B (en) | A kind of ground moving object localization method based on antenna radiation pattern information | |
CN110109102B (en) | SAR moving target detection and speed estimation method | |
Siegmund et al. | First demonstration of surface currents imaged by hybrid along-and cross-track interferometric SAR | |
RU2480782C1 (en) | Method and device to resolve moving targets along angular directions in surveillance radars | |
KR101784178B1 (en) | Scatterometer system for ocean parameters monitoring | |
CN109061638B (en) | Phased array close-range digital imaging method | |
RU2373551C1 (en) | Method of measuring angular coordinates of several objects in multichannel doppler radar sets | |
CN107271997B (en) | Airborne multi-channel CSSAR ground moving target motion parameter estimation method | |
Baumgartner et al. | Multi-channel SAR for ground moving target indication | |
RU2416105C1 (en) | Method of determining motion parametres of aerial objects in surveillance radar by using coherent properties of reflected signals | |
CN103487798A (en) | Method for measuring height of phase array radar | |
RU2597148C1 (en) | Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar | |
KR101016862B1 (en) | Method of generating long range inverse synthetic aperture radar image and apparatus thereof | |
RU2468384C1 (en) | Method of determining speed and direction of ground target using synthetic-aperture radar | |
RU2317566C1 (en) | Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range | |
Gao et al. | A new cross-range scaling algorithm based on FrFT | |
RU2707556C1 (en) | Method of determining terrain elevation height of a radar with synthesized antenna aperture | |
Chen et al. | A DBS image stitching algorithm based on affine transformation | |
RU2672092C1 (en) | Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects | |
RU2084920C1 (en) | Method for selection of moving targets on earth | |
RU2626012C1 (en) | Method of ground mapping by airborne radar | |
Kovorotniy et al. | ATI SAR simulation shows signatures of complex objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130804 |