سیستم تصویر برداری راداری

در سال­های اخیر، امکان تصویر برداری شبانه روزی تصاویر راداری در شرایط اتمسفری مختلف موجب اقبال روز­افزون این سیستم تصویر برداری شده است. تصاویر راداری با اندازه ­گیری فاصله­ ی­ زمانی بین ارسال و دریافت پالس­های مایکروویو تشکیل می­ شوند و از آن­ها در کاربردهای مختلفی نظیر ناوبری، مطالعات زیست محیطی، مطالعه­ ی تغییرات سطحی، تهیه­ی نقشه­ های توپوگرافی و… استفاده می­ شود.

رادار سیستمی برای شناسایی اشیاء است که از امواج مایکروویو به منظور تعیین فاصله، ارتفاع، جهت و یا سرعت اجسام استفاده می­کند. سیستم­ های راداری با توجه به نحوه­ی عملکردشان به دو گروه غیر فعال و فعال دسته­بندی می­شوند. سیستم­های غیر فعال تنها شامل یک گیرنده هستند که به اندازه­ گیری تشعشعات اجسام در محل مشاهده می­پردازند. در سیستم­های فعال، یک فرستنده برای ارسال پرتوهای مایکروویو تعبیه شده است و اندازه­گیری­ها بر اساس امواج بازتابی دریافت شده در گیرنده صورت می­گیرد. سیستم­های تصویر برداری راداری از نوع سنجنده­های فعال هستند. در سیستم تصویر برداری راداری، ابتدا یک پالس مایکروویو به منطقه تابیده شده و سپس انعکاس این پالس در گیرنده ثبت می­ شود. نهایاتا، با اندازه­گیری دقیق اختلاف زمانی بین پالس ارسالی و پالس دریافتی فاصله­ی بین جسم و سنسور رادار تعیین می­شود. از تصاویر راداری در کاربردهای مختلفی نظیر شناسایی، ناوبری، تهیه­ی نقشه­ های توپوگرافی، مطالعات زیست محیطی، اقیانوس شناسی و باستان شناسی استفاده می­شود.

تصویر برداری در سیستم­های راداری معمولا به روش­های رادار دریچه واقعی (RAR: Real Aperture Radar) و رادار دریچه مصنوعی (SAR: Synthetic Aperture Radar) انجام می­شود.

در سیستم RAR یک پرتو باریک به صورت عمود بر مسیر پرواز از آنتن رادار ارسال شده و با استفاده از شدت نسبی پرتوهای بازتابی، تصویر یک نوار باریک از سطح زمین تشکیل می­شود. هنگام ارسال پالس بعدی، رادار به سمت جلو حرکت کرده و بنابراین تصویر یک نوار متفاوت از سطح زمین برداشته خواهد شد. نهایاتا، با قرارگیری تصویر نوارهای متوالی برداشته شده در جهت مسیر پرواز (آزیموت)، تصویر دو بعدی راداری تشکیل می­شود.

در سیستم SAR پالس­های مایکروویو از ایستگاه­های مختلف به جسم تابیده شده و تصویر رادار با ترکیب سیگنال­ های بازگشتی تشکیل می­شود. به بیان دیگر، در این سیستم فاصله­ی یک نقطه روی سطح زمین از چندین ایستگاه در راستای مسیر حرکت سکو اندازه­گیری شده و فاصله­ی مکانی بین اولین و آخرین پالس ارسالی به نقطه­ی مذکور به عنوان طول دریچه­ی آنتن شبیه­سازی می­شود.

در سیستم تصویر برداری راداری، ابتدا یک پالس مایکروویو به منطقه تابیده شده و سپس انعکاس این پالس در گیرنده ثبت می­شود. نهایاتا، با اندازه­گیری دقیق اختلاف زمانی بین پالس ارسالی و پالس دریافتی فاصله­ی بین جسم و سنسور رادار تعیین می­شود.

از جمله مزایای سیستم­های تصویر برداری راداری می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

• امکان تصویر برداری در هر نوع وضعیت آب و هوایی به دلیل حساسیت پایین نسبت به ابر و باران
• امکان تصویر برداری شبانه روزی به دلیل عدم نیاز به تابش خورشید
• امکان اندازه­گیری دقیق فاصله به روش تداخل­سنجی
• عدم تأثیرپذیری از عناصر موجود در اتمسفر به دلیل آنالیزهای چند زمانی
• حساسیت نسبت به مشخصه­های دیا-الکتریکی مانند آب و یخ
• حساسیت نسبت به ناهمواری­های سطحی مانند سرعت بادهای اقیانوسی
• حساسیت نسبت به ساختار اجسام
• قابلیت نفوذ به زیر سطح زمین

منبع:

[۱]        “Synthetic Aperture Radar Land Applications Tutorial, Part I: Background and Theory, Prepared by ESSA”, 2009.