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Development and application of simulator for spotlight SAR image formation and quality assesment using RMA

RMA를 이용한 Spotlight SAR 영상형성 및 품질평가를 위한 시뮬레이터 개발 및 구현

  • 곽준영 (국방기술품질원 유도감시통신 연구부)
  • Received : 2010.10.20
  • Accepted : 2011.01.31
  • Published : 2011.02.01

Abstract

Synthetic aperture radar (SAR) is widely used because of high resolution imaging capability in all weather and day/night condition. In this paper development of Spotlight SAR simulator is proposed for image quality analysis. Proposed SAR simulator is based on the SAR system design parameters so that SAR image performance can be expected which is essential throughout the full system development procedure from the initial concept design stage to the final in-flight calibration and validation stage. The raw data of ideal point target is first generated by taking account of the flight and imaging geometry and the various SAR system design parameters, and the Spotlight image formation algorithm is implemented in order to obtain the point target response. Finally the image quality of the generated raw data is analyzed in terms of spatial resolution, peak to sidelobe ratio and integrated sidelobe ratio.

합성 개구면 레이다(SAR: synthetic aperture radar)는 날씨 및 주/야간에 관계없이 고해상도의 영상을 형성할 수 있기 때문에 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문에서는 영상 형상 및 품질 평가, 분석을 위한 Spotlight SAR 시뮬레이터를 제안한다. SAR 영상 품질의 예측은 초기 개념 설계 단계부터 최종적인 비행 검증 및 보정 단계에 걸쳐 필수적이다. 제안된 SAR 시뮬레이터는 시스템 설계 변수들에 기반을 두고 있어 전체 시스템 개발과정에서 SAR 영상의 품질을 예측 분석할 수 있다. 이를 위해 영상 획득 기하구조와 다양한 SAR 시스템 설계변수들을 고려하여 이상적인 점표적에 대한 시뮬레이션 원시 데이터를 생성하고 Spotlight 영상 형성 알고리듬을 구현함으로서 점표적 응답특성을 추정한다. 마지막으로 공간 해상도, 최대 부엽 수준, 누적 부엽 수준 등의 주요 품질변수들을 중심으로 생성된 원시 데이터의 영상 품질을 분석한다.

Keywords

References

  1. 국방기술품질원, “국방과학기술수준조사서”, Vol 3, 감시정찰무기체계, Mar. 2007.
  2. 곽준영, “SAR 동향보고서”, 국방기술품질원, 제24호, Mar. 2010.
  3. Walter G. Carrara, Ron S. Goodman, Ronald M. Majewski, Artech House Spotlight Synthetic Aperture Radar - Signal Processing Algorithms.
  4. Ian G. Cumming, Frank H.Wong, Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data - Algorithms and Implementation - ARTECH HOUSE, pp. 262-372.
  5. 곽영길외 23, “위성탑재 영상레이다(ROK-SAR) 체계설계“, 국방과학연구소(KTRC-517-991067), Dec.1999 pp. 61-68, pp. 369-371.
  6. Mehrdad Soumekh, Synthetic Aperture RADAR Signal Processing with MATLAB Algorithms, A wiley-interscience Publication.
  7. J.M. Horrell, M. R. Inggs, "Satellite and airborne SAR simulator", Proc. IEEE South African Symposium on Communications and Signal Processing, Aug. 1993.
  8. Extension of Range Migration Algorithm for Airborne SAR Data Processing Hee-Sub Shin, Won-Gyu Song, Jun-Won Son, Yong-Hwan Jung, and Jong-Tae Lim.
  9. 정철호, 정재훈, 곽영길, “실제 클러터 배경에서 SAR 영상 임펄스 응답특성 분석“, 대한 원격탐사학회,제24권 제2호 pp. 99-106. https://doi.org/10.7780/kjrs.2008.24.2.99
  10. 정철호, 오태봉, 곽영길, “고해상도 SAR 영상형성 및 품질 분석을 위한 시뮬레이터“, 한국전자파학회, 제18권 제8호 pp. 997-1004.
  11. Jeong-Hee Choi,“Spotlight-mode SAR에서의 Inversion 기법 성능 분석“ 대한전자공학회, 제40권 제1호, pp. 130-138.
  12. Born, M., and E. Wolf , Principle of Optics, New York, Press, 1959, Appendix III.
  13. Caffori, C., C. Pari, and F.Rocca " SAR Data Focusing Using Seismic Migration Techniques " IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System Vol. 27, March 1991, pp. 194-206. https://doi.org/10.1109/7.78293
  14. F.H. Wong and Y.T. Soon, " Processing Spotlight Mode SAR Data without Azimuth Oversampling in Range Migration Algorithm" IEEE Asia Pacific Microwave Conference, pp. 527-530, 1990.
  15. C. Prati, A. Guarnieri, and F. Rocca, "Spotlight Mode SAR Focusing with the omega-k Technique", pp. 527-530, 1999.
  16. C.V. Jakowatz, D.E. Wahl, P.H. Eichel, D.C. Ghiglia, and P. A. Thompson. Spotlight-Mode Synthtic Aperture Radar: A Signal Processing Approach. Kluwer Academic Publishers, Boston, MA, 1996.
  17. Kirk, J.C., Jr., "Motion Compensation for Synthetic Aperture Radar", IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-11, No.3, May 1975, pp. 338-348. https://doi.org/10.1109/TAES.1975.308083
  18. Rocca, F., C. Cafforio, and C. Prati, "Synthetic Aperture Radar: A New Application for Wave Equation Technique, "Geophysical Prospecting 37, 1989, pp. 809-830. https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1989.tb02235.x