Детальная радиолокационная съемка Tiangong-1; Как они это делают?

Tiangong-1 - 270 км от поверхности земли

Ответ @JamesPoulose показывает улучшенное радиолокационное изображение Tiangong-1, находящегося в 270 км от поверхности Земли.

Изображения были получены с сайта Space.com. Как удалось так точно отследить крушение китайской космической станции «Тяньгун-1»? .

Радиолокационные системы по всему миру помогли отследить падающую космическую лабораторию Tiangong-1 и предсказать ее падение и выгорание в атмосфере 1 апреля 2018 года с точностью до 2 часов. Это изображение было получено Фраунгоферовским институтом физики высоких частот и радиолокационных технологий недалеко от Бонна, Германия, когда лаборатория находилась примерно в 170 милях (270 км) от поверхности Земли. Предоставлено: Фраунгофер FHR

Если я оценю пространственное разрешение в 27 см и скажу, что это 270 км, это 1E-06. Если бы длина волны составляла 1 мм, а это изображение предполагалось как полученное от прямой интерферометрической матрицы, это предполагает базовую линию в километр.

Но я не думаю, что это изображение было сделано таким образом.

Вопрос: Какая радиолокационная система в Fraunhofer FHR имеет такое разрешение на таком расстоянии? Требовалось ли собирать данные в течение нескольких минут, пока космический корабль пролетал над головой, выбирая различные направления? Или всего несколько секунд? Было ли все это сделано с одной довольно компактной тарелки, или все еще использовалась большая физическая база?

Ответы (1)

Это было сделано с одним единственным блюдом,

... в Ku-диапазоне (16,7 ГГц) и ... в настоящее время оснащены высоким целевым разрешением.

Пресс-релиз Института физики высоких частот и радиолокационных технологий Фраунгофера (FHR) от 21 марта 2018 г. — первоисточник изображения в вопросе — содержит ссылки на вводное описание их радара космического наблюдения TIRA (отслеживание и визуализация RAdar). , где написано:

Технология

«Шар» вмещает антенну диаметром 34 метра. Его можно поворачивать на 360° по азимуту (по горизонтали) и на 90° по углу места (по вертикали). Подвижная часть весит 240 тонн и может поворачиваться со скоростью 24° в секунду (по азимуту), т.е. полный оборот занимает 15 секунд.

Как следует из названия, система TIRA состоит из радара слежения и радара формирования изображения. Узкополосный, полностью когерентный, высокомощный радар слежения имеет частоту передачи в L-диапазоне (1333 ГГц), а широкополосный радар с визуализацией имеет частоту передачи в Ku-диапазоне (16,7 ГГц) и в настоящее время оснащен высоким разрешением цели.

Подозреваю, что что-то более подробное об используемых технологиях будет в разделе Публикации на сайте ФХР, но на скорую руку ничего не нашел, а сейчас нет времени просматривать полные списки за каждый год.

В этом твите Fraunhofer FHR есть анимация, показывающая трехмерное вращение изображения радара , а также видео движения тарелки . Обратите внимание на хештег #radarlove.

Подробнее о системе TIRA .

(FHR — один из нескольких десятков прикладных научно-исследовательских институтов, входящих в состав Fraunhofer Gesellschaft, также известного как FGAN .)


введите описание изображения здесь

Источник Вид с воздуха на РЛС космического наблюдения TIRA © Fraunhofer FHR


Ключевым принципом является радар с обратной синтезированной апертурой (ISAR) . Из публикации FHR, вклад FGAN в кампанию по сходу с орбиты MIR в 2001 г. Л. Льюшаке (стр. 68 , любезно предоставлено системой астрофизических данных SAO/NASA (ADS)):

...разрешение по дальности обеспечивается доплеровским частотным анализом и в основном определяется обрабатываемой синтетической апертурой, т.е. угол обзора цели изменяется в течение интервала обработки. Для квадратной ячейки с разрешением 25 х 25 см необходимый угол апертуры составляет около 2,7°.

(В: Материалы международного семинара «Спуск с орбиты МИР», 14 мая 2001 г., ESOC, Дармштадт, Германия. Ред.: Вальтер Флури и Хьюгетт Савайя-Лакост. ESA SP-498, Нордвейк, Нидерланды: Отдел публикаций ЕКА, ISBN 92- 9092-808-5, 2002, стр. 67 - 72.)

Другими словами, идея состоит в том, что когда у вас есть радар (в отличие от пассивной радиообсерватории), способный генерировать тщательно контролируемые импульсы, и когда ваш приемник имеет достаточную полосу пропускания и достаточное спектральное разрешение, и когда цель движется поперек линии видимости, то вам не нужна огромная базовая линия антенны для достижения высокого разрешения изображения: движение цели — это то, что обеспечивает базовую линию. (Откуда Инверсный SAR).

Это довольно удивительные характеристики, я бы хотел, чтобы эта тарелка двигалась так быстро! Ваш ответ полон поддерживающих ссылок, спасибо. Я дам им посмотреть, есть ли более подробное объяснение того, какой алгоритм они используют.
Я добавил изображение, чтобы помочь читателям понять, насколько оно велико. Если это не нормально, я могу откатиться (или вы можете), нажав «отредактировано», а затем найдя соответствующую точку отката.
Похоже, что эти слайды, показанные на SAR 2012, хорошо объясняют метод и математические расчеты, но я могу быть уверен, что они применимы и в данном случае. Я постараюсь прочитать дальше Sparse Representation and Autofocus for ISAR и Spotlight SAR Imaging.
ПЯТНАДЦАТЬ СЕКУНД?! ДИАМЕТР 34 МЕТРА? Разговор о рвотной комете, святое дерьмо. Интересно, какие системы позволяют так вращать его с такой большой массой.
@MagicOctopusUrn, скорость не слишком высока - вам просто нужны хорошие подшипники, чтобы он двигался плавно. Большой вопрос: сколько времени потребуется, чтобы блюдо разогналось до скорости 4 об/мин?