عنوان پایان‌نامه

امکان سنجی و تعیین پارا متر های یک سنجنده SAR سنجش از دور مایکروویو در ایران



    دانشجو در تاریخ ۲۶ شهریور ۱۳۹۲ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "امکان سنجی و تعیین پارا متر های یک سنجنده SAR سنجش از دور مایکروویو در ایران" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی عمران- نقشه برداری- سنجش ازدور
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2496;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60332
    تاریخ دفاع
    ۲۶ شهریور ۱۳۹۲
    دانشجو
    سالار غریبی
    استاد راهنما
    جلال امینی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    سنجنده‌ی رادار با روزنه ترکیبی به دلیل قابلیت‌های خاص خود مانند دید در شب و عبور امواج ماکروویو از ابر، در دهه‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محافل علمی مرتبط با سنجش از دور قرار گرفته است. از این رو به دلیل نیاز روز افزون به تصاویر این نوع از سنجنده‌ها در ایران و گرانی و احتمالاً نبود دسترسی به اغلب تصاویر سنجنده‌های راداری در سال‌های اخیر باعث شده است که شبیه سازی و ساخت این گروه از سنجنده‌ها یکی از اهداف سازمان‌های فضایی در ایران گردد. یک سنجنده‌ی SAR با ارسال هزاران پالس در هر ثانیه و دریافت و اندازه‌گیری زمان رفت و برگشت و پردازش پالس دریافتی در جهت پرواز سنجنده (آزیموت)، به قدرت تفکیک مکانی بهتری نسبت به رادارهای RAR دست می‌یابد. برای سنجنده فضا برد SAR پارامتر PRF یکی از پارامترهای کلیدی است که بقیه پارامترهای سیستم را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. پارامترهایی که PRF قابل دسترس را تحت تأثیر قرار می‌دهند شامل سرعت ماهواره، طول آنتن در امتداد پرواز ماهواره، عرض نوار منطقه برداشتی ، زاویه برخورد موج ارسالی با زمین نسبت به محور عمود بر زمین ، دوره زمانی موج ارسالی ، و ارتفاع ماهواره است. پارامتر PRF بر روی تعیین مواردی از قبیل ماکزیمم توان ارسالی موج ، duty factor و نرخ داده خام موثر است. در این پایان‌نامه تنها به تحلیل پارامترهای موثر بر روی PRF پرداخته خواهد شد. فرکانس زمان رفت و برگشت پالس، با توجه به اثر داپلر ناشی از تغییرات سرعت و فاصله سنجنده تا تارگت مورد نظر محاسبه می‌شود. عوامل زیادی بر روی فرکانس مرکز داپلر موثر هستند. یکی از این عوامل در حالت فضا برد، اثر دورانی زمین است؛ که تاثیری دورانی بر روی فرکانس مرکز داپلر می‌گذارد. به طوری که پردازش خط به خط سیگنال در امتداد آزیموت (امتداد پرواز)، دچار مشکلی به نام حرکت رنج خواهد شد. به منظور حذف این اثر چندین روش وجود دارد؛ یکی از این روش‌ها دوران محورهای مختصات محلی سنجنده که در این پایان‌نامه مورد استفاده قرار گرفته است. خطاهای ارتفاعی و دورانی محورهای محلی سنجنده‌ی SAR، تأثیر مستقیمی بر روی فرکانس مرکز داپلر آن دارد. به ‌منظور جلوگیری از ابهام در تعیین فرکانس مرکز داپلر، میزان خطای تعیین آن باید از نصف فرکانس ارسال پالس (PRF) کمتر باشد. با بررسی انتشار خطای فرکانس مرکز داپلر، می‌توان حداکثر خطای قابل‌قبول به منظور جلوگیری از ایجاد ابهام در تعیین فرکانس مرکز داپلر را تعیین کرد. در این پایان‌نامه برای اولین بار طبق قانون انتشار خطا، به طور جامع، رفتار حداکثر خطاهای قابل‌قبول نسبت به پارامترهای اساسی مداری و دستگاهی سنجنده SAR و ارتباط آن با سطح کمینه‌ی آنتن به منظور طراحی بهینه‌ی سنجنده مورد بررسی قرارگرفته است. کلمات کلیدی: سنجنده رادار با روزنه ترکیبی، PRF، پردازش سیگنال، فرکانس مرکز داپلر، اندازه گیری فاز، آزیموت، حرکت رنج
    Abstract
    In the recent decades, Synthetic Aperture Radar sensors with Special Ability of microwave observations of the earth during day and night and through cloud cover have been noticed by many academic scientists in remote sensing field. As a result, increasing need of SAR images in Iran and high price of these kinds of images and lack of accessibility to them cause simulation and building of SAR sensors becomes one of the main goals of space administrations in Iran. A SAR Sensor sends thousands of pulses in a second and receives them then measure time of sending and receiving of pulses and process them in range and azimuth direction to gain a better resolution with compare with the typical radars. For the space borne Synthetic Aperture Radar, Pulse Repetition Frequency is the most important parameter that affects the other ones. Independent parameters that availability of PRF is based on them are: (1) Satellite Velocity (2) Height of Satellite (3) Antenna Length (4) Incidence Angle (5) Swath Width (6) Transmitter Pulse Length. In SAR Sensors some parameters for instance; Duty Factor, Raw Data Rate and Peak Transmitter Power will be changed with PRF selection. In this paper we will discuss on PRF function behavior based on variation of independent parameters. Frequency of time travel of pulse will be measured based on the Doppler Effect which changed by the velocity and range of target to the radar. There are a lot of elements which change Doppler Centroid frequency. One the main one in space borne mode is earth rotation effect. This one has a rotational effect on Doppler centroid frequency and cause line by line processing in azimuth direction face problem called range walk. To eliminate this trouble we have various methods. One of them is rotation of local axes of sensor which is used in this paper. Altitude and attitude errors of SAR sensor have a direct effect on Doppler centroid frequency. To avoid this effect, error of Doppler centroid frequency should be lesser than half of the Pulse Repetition Frequency. With analysis of standard deviation of Doppler centroid frequency, Maximum acceptable errors to avoid ambiguity in Doppler centroid frequency will be available. In this paper, as a novel approach, maximum acceptable errors behavior based on error propagation law beside their relations to minimum available Antenna area constrain are analyzed and discussed comprehensively. Keywords: Synthetic Aperture Radar, Pulse Repetition Frequency, Signal Processing, Doppler Centroid Frequency, Phase Measurement, Azimuth, Range Walk.