Távérzékelés radarral (RAdio Detection And Ranging)

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Készítők:Almádi László, Bajházi Attila, Burghardt Petra és Tóth Nanett
Advertisements

PowerPoint animációk Hálózatok fizikai rétege
Vezetékes átviteli közegek
Számítógép, navigáció az autóban
SO 2, NO x felbontási hatásfokának vizsgálata korona kisülésben Horváth Miklós – Kiss Endre.
E képlet akkor ad pontos eredményt, ha az exponenciális tényező kitevőjében álló >>1 feltétel teljesül. Ha a kitevőben a potenciálfal vastagságát nanométerben,
Globális helymeghatározás Zárthelyi dolgozat Relatív helymeghatározás fázisméréssel.
Digitális Domborzat Modellek (DTM)
Szennyezőanyagok légköri terjedése Gauss típusú füstfáklya-modell
Gyakorlati alkalmazás Terjedési és egyéb modellek Környezeti - üzemi zaj számítása Készítette: Akusztika Mérnöki Iroda Kft. Vidákovics Gábor Az MSZ 15036:2002.
Sándor Laki (C) Számítógépes hálózatok I. 1 Számítógépes hálózatok 3.gyakorlat Fizikai réteg Kódolások, moduláció, CDMA Laki Sándor
A RADARMETEOROLÓGIA ELEMEI. Alapelvek Mikrohullámú impulzus, visszaverődés jól értékelhető, ha: Jellemzők: Csúcsteljesítmény: Radiofrekvencia: PRF (pulse.
Energetika, áramlások, kontinuitási egyenletek.
Klasszikus mechanikai kéttestprobléma és merev test szabad mozgása állandó pozitív görbületű sokaságon Kómár Péter témavezető: Dr. Vattay Gábor
A sztratoszférikus ózon mérése
A villamos és a mágneses tér
Hősugárzás Radványi Mihály.
A folyamatok térben és időben zajlanak: a fizika törvényei
A „tér – idő – test – erő” modell a mechanikában
Fizikai átviteli jellemzők, átviteli módok
PTE PMMK Matematika Tanszék dr. Klincsik Mihály Matematika III. előadások MINB083, MILB083 Gépész és Villamosmérnök szak BSc képzés 2007/2008. őszi félév.
Sugárzás-anyag kölcsönhatások
Ezt a frekvenciát elektron plazmafrekvenciának nevezzük.
Szimmetriaelemek és szimmetriaműveletek (ismétlés)
3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE A hidrogénatom Schrödinger-egyenlete.
Fényszórás (sztatikus és dinamikus) Ülepítés gravitációs erőtérben
Ülepítés gravitációs erőtérben Fényszórás (sztatikus és dinamikus)
Töltött részecskesugárzások kölcsönhatása az anyaggal.
A duál-polarimetrikus mérések alapelve, a paraméterek meteorológiai alkalmazása Horváth Gyula, Nagy József Meteorológiai Tudományos Napok 2004 november.
Adatnyerés a)Térkép b)Helyi megfigyelések c)Digitális adatbázis d)Analóg táblázatok, jelentések e)Távérzékelés.
LÉGKÖRI SUGÁRZÁS.
A hang terjedése.
Lézerek alapfelépítése
GNSS elmélete és felhasználása A helymeghatározás matematikai modelljei: fázismérésen alapuló relatív helymeghatározás különbségképzéssel.
Poisson egyenlettől az ideális C-V görbéig C V. Poisson egyenlet.
Antennarendszerek és mikrohullámú távérzékelés
Antennarendszerek és mikrohullámú távérzékelés
Jelfeldolgozó antenna és kapcsolata a képalkotással.
Az elektromágneses terek munkahelyi szabályozása
GNSS.
Wlan-Wireless Lan Kinka Pál Imre Ktl-2.
Felbontás és kiértékelés lehetőségei a termográfiában
Az elektromágneses tér
1.Határozza meg a kapacitást két párhuzamos A felületű, d távolságú fémlemez között. Hanyagolja el a szélhatásokat, feltételezve, hogy a e lemez pár egy.
Rádióhullámok terjedése
A mozgás egy E irányú egyenletesen gyorsuló mozgás és a B-re merőleges síkban lezajló ciklois mozgás szuperpoziciója. Ennek igazolására először a nagyobb.
Antenna konstrukciók Illesztés (az adóberendezés illesztése a szabad térhez)
Somogyvári Péter tollából…
A „tér – idő – test – erő” modell a mechanikában A mechanika elvei Induktiv úton a Maxwell-egyenletekig Áram – mágneses tér Töltés – villamos tér A villamos.
Villamosságtan 1. rész Induktiv úton a Maxwell egyenletekig
A problémakör vázlatosan:
Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében
Távérzékelési technológiák alkalmazása a vízgazdálkodásban
Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében
Áramkörök : Hálózatanalizis
Villamos töltés – villamos tér
Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében Az információtechnika fizikája III. Előadás Stacionárius és kvázistatcionárius áramkörök Törzsanyag.
A villamos és a mágneses tér kapcsolata
Az elektromágneses tér
FPGA Készítette: Pogrányi Imre.
A mértékegységet James Prescott Joule angol fizikus tiszteletére nevezték el. A joule a munka, a hőmennyiség és az energia – mint fizikai mennyiségek.
Függvénykapcsolatok szerepe a feladatmegoldások során Radnóti Katalin ELTE TTK.
Mechanikai rezgések és hullámok
A napsugárzás – a földi éghajlat alapvető meghatározója
Optikai mérések műszeres analitikusok számára
Szilárd testek fajhője
Kommunikáció, adatátvitel
Optikai mérések műszeres analitikusok számára
RASZTERES ADATFORRÁSOK A távérzékelés alapjai
Rácsrezgések kvantummechanikai leírás
Előadás másolata:

Távérzékelés radarral (RAdio Detection And Ranging) A hullámtan ide vonatkozó részei (ismétlés, vázlat) Retardált potenciálok Elemi sugárzók (dipól, körantenna(mágneses dipól), elemi felület (Huyghens-féle sugárzó) ) -Radar alapfogalmak (nyereség, hatásos felület, radar egyenlet, nem elemi sugárzók, reciprocitás), radarberendezések. -Távérzékelési alkalmazások - radar altiméter - SAR szintetikus apertúrájú radar mérések - scattero-méter(?) felszíni szélsebesség mérés - meteorológiai felhőradar (cloud profiling) - Radar távérzékelés a Naprendszerben

Radar, rádió és mikrohullám frekvenciatartományok Földradarok, MARSIS, SHARAD GPS, 1.227, 1.57GHz 2.4 GHz, BlueTooth és WLAN RADARSAT, ~5.4GHz Meteorológiai radarok

Légköri abszorpció a MW tartományban Envisat, Jason

Maxwell egyenletek, áttérés a potenciálokra a Maxwell egyenletek: anyagi egyenletek: Homogén közegre ε=const, μ=const A vektorpotenciál (A) definíciója: A harmadik egyenletből: skalárpotenciál A térerősségek a potenciálok idő és tér szerinti deriváltjaiból képezhetők.

változatlanul hagyja a térerősségeket A potenciálok határozatlanok mert a térerősségeket a deriváltjaik definiálják A mértéktranszformáció változatlanul hagyja a térerősségeket A Maxwell egyenleteket a potenciálokkal felírva, átrendezgetve: Lorentz-feltétel: (nincs fizikai jelentése) ejtsük ki ezeket a tagokat

A Lorentz feltétellel a köv. d’Alembert típusú diff.egyenletet kapjuk: a megoldásuk, a retardált potenciálok, ezek egyben kielégítik a Lorentz-feltételt

Elemi sugárzók ( λ>> sugárzó rendszer méret) Elemi felület, Huyghens sugárzó Mágneses dipólus dipólus Gömbkoordinátákban elvégezve a differenciálásokat A dipól sugárzáshoz: gggggg A retardált potenciál:

Huyghens-féle sugárzó dipólus mágneses dipólus Huyghens-féle sugárzó Sugárzási teljesítmény a távoltérben Huyghens-sugárzó

Radar technológia, alapfogalmak Kisugárzott összteljesítmény (Intenzitás) Nyílásszög, szögfelbontás: Izotróp intenzitás Iránykarakterisztika A hatásos vételi felület (Ah), egyetlen irányból (Ω) származó jelre az antenna Pv teljesítményt vesz fel.

Reciprocitás Reciprocitás tétele: A reciprocitás feltétele: az antenna adó és vevő kerakterisztikája azonos A reciprocitás feltétele: szimmetrikus tenzorok „A” antenna sugároz PA teljesítménnyel „V” antenna sugároz PA teljesítménnyel a hatásos felület, egy elemi dipólus sugárzóra könnyen kiszámolhatóan:

Radaregyenlet A pontosabb leírás (v. bonyolítási lehetőségek): Visszaszórási Keresztmetszet-sűrűség A pontosabb leírás (v. bonyolítási lehetőségek): a főnyalábra való integrálással A közeg csillapodásával lehet számolni Adó vevő nem azonos Térfogati visszaszórás (nagy csillapítás a céltárgyban)

Radarberendezések Adó – Vevő - Antenna Antennák: dipólus, (egyszerű antennák, alacsony frekvenciákon, kis teljesítmény) Szarv antenna. A hullámvezető tölcséresen kiszélesedik Parabola antennák Fázisvezérelt antennarács (Phased Array, PESA(Passive Electronically Scanned Array)) AESA (Active electronically Scanned Array), minden egyes adó/vevő elem külön szabályozható, programozható Adó berendezések (transmitter), a mikrohullámú jel generálása Vákuum csövek, magnetron, klisztron és haladóhullámú elektroncső Előnyben van: nagy teljesítményeknél és nagy frekvenciáknál De drágább, nagyobb mint a félvezető Félvezető adó elemek, kisebb teljesítmény, de sok elfér kis helyen, külön szabályozhatók, 2007: 2.6 x 3.2 mm nagyságú chip-en 16 adó/vevő elem. Vevő, ugyanaz a hardware mint az adó, de nem kell akkora teljesítményeket kezelni mint az adó áramköröknek.

Az adóerősítők működési tartományai

Hullámvezető és parabola antenna Normál kábellel nem lehet mikrohullámú jelet továbbítani Kisebb frekvenciákon jó a koaxiális kábel Nagyobb frekvenciákon >6GHz Csak üreges négyzetesvagy kör keresztmetszetű hullámvezetők jöhetnek szóba.

A második világháborús német FuMG 41/42 "Mammut", a világ első (PESA rendszerű) fázisvezérelt antennaráccsal ellátott rádiólokátora

A szovjet ballisztikus rakétákkal végzett kísérletek megfigyelésére épített amerikai Cobra Dane rádiólokátor 34 000 elemből álló fázisvezérelt antennarácsa

F–22 Raptor 2000 elemű AN/APG–77 rádiólokátora 1956 db TRM (Transmit/Receive Module =félvezető adó-vevő elem)

Magnetron nagy sugárzó teljesítmény jó hatásfok nem teljesen pontos a jel frekvenciája, nem alkalmas koherens radarokban

Radar mérések térbeli felbontása (RAR, Real Aperture Radar, valós apertúrájú radar) Oldalirányú felbontás (a sugárnyaláb szélességéből) Angolul: „Azimuth” vagy „Along-track” A távolságmérés, A felbontás a kibocsátott impulzus hosszától függ nem függ direktben a távolságtól és a frekvenciától A felbontás:

Radar altiméterek Felhasználásuk (a távérzékelésben) -Rövid impulzusok: PRF ~1700/sec -Sokszor csak lefelé néző elrendezés, de hardware függően lehet „multi-beam” avagy pásztázó működésű (ld. A képen) -Kombinálható SAR technológiával a felszín menti felbontás növelése érdekében -A pontosabb távolságmérés érdekében figyelembe kell venni a terjedési úton a törésmutató változásokat, amelyek oka a légkör víztartalma vagy ionizáció lehetnek. Felhasználásuk (a távérzékelésben) Óceán felszínek dinamikus felszín – hullámmagasság... tengerszint mérés, áramlatok, víz-levegő energia csere (hő+szél) Szárazföldön topográfiai térképezés

-működési frekvencia (MW tartomány 3-30cm, 1-10GHz) Mint általában a legtöbb radar berendezés, a radar altiméterek, és a SAR berendezések is rövid impulzusokkal dolgoznak Alapvető jellemzők -működési frekvencia (MW tartomány 3-30cm, 1-10GHz) -az impulzus hossza=1/(impulzus sávszélessége) -Az impulzus ismétlődési ideje vagy frekvenciája (Pulse Repetition Time|Frequency) -A kisugárzott/vett jel polarizációja: HH,VV,HV,VH az első betű a vett, a második a kisugárzott jelre vonatkozik (H=horizontális (E vektor), V=vertikális) Chirp= frekvenciáját változtató radar impulzus (itt lineáris növekvő) -a frekvencia spektrum illesztése könnyebb mint a jelalaké -csökkentheti a koherens szórás hatását

SAR (Synthetic Aperture Radar, szintetikus apertúrájú radar) Képalkotó (2D) radar, SAR = radar hardware+jelfeldolgozás Lényeges része a jelfeldolgozás, de egy ideig ez nem megy real-time, kb ’86-tól realtime Oldalról ránézés, kihasználandó a radarok jó sugárirányú felbontását független a napsugárzástól Ebben a tartományban a légkör átlátszó, ezért nem zavarják a felhők Jellemzői A radar elektronika számára lényeges a stabil koherens jel gerjesztés és a fázishelyesen vett jel vagy időben pontosan elhelyezhető beérkező jelalak. A platform helyének és mozgásának pontos ismerete + felszín geometriája formája. Megfelelő feldolgozó kapacitás (on-board kb. 1986-tól)

1950-es évektől elindulnak a SAR kísérletek Történet - Az alapötlet: Doppler beam-sharpening (a Doppler effektus kihasználásával úgymond javítsuk a felbontást, bontsuk több részre a jelet) 1950-es évektől elindulnak a SAR kísérletek 1960-as évek (USA) repülőgépes kíérletek 1978 SEASAT az első polgári SAR műhold 1981 SIR-A (Shuttle|Spaceborne Imaging Radar), 1984 SIR-B 1990-es évektől megnőtt az űrbéli SAR műszerek száma: 1990, Magellán, Vénusz 1994 SIR-C ESA: ERS-1(1991), ERS-2(1995) RADARSAT-1 (1991), RADARSAT-2 (2007) (Kanadai űrügynökség CSA) 2002 SRTM (SIR-C +második antenna-> magasság mérés) 2002 ENVISAT(ESA) -2012.04.08 (Envisat-tal megszűnik a kapcsolat.), az utód a Sentinel-1 (2014) 2007 TerraSAR-X (DLR, Német Űrügynökség) –TanDEM-X www.wmo-sat.info/oscar/satellites, műszerek, paramétereikkel, felhasználhatóságukkal…

these are all srip-map SAR systems

megtett úttal azonosítjuk Heurisztikusan, ha a az antennaméretet az egy pixelre vonatkozó adat gyűjtése alatt megtett úttal azonosítjuk Gábor-Heisenberg féle határozatlansági reláció Két különböző frekvenciájú jel Elkülöníthető egy T hosszúságú adatsorból, ha A frekvencia különbség itt a dy távolságban elhelyezkedő pontok a műholdhoz viszonyított eltérő sebességéből adódó különböző Doppler eltolódásból adódik V y A Doppler eltolódás EM jelekre: Az oda és visszajövő jelre a dupla Doppler: R0 dy Itt most a felbontás (Δy) és a Δν kapcsolata érdekes, V/c<<1 és cos(α) “elég” kicsi esetében R α

A pályamenti felbontás csak az antenna méretétől függ! V y R0 dy V/c<<1 felhasználásával R α A pályamenti felbontás csak az antenna méretétől függ!

Mi korlátozza a felbontás növelését? DAT/2 távolságonként kell impulzus -> alsó határ PRF (Pulse Repetition Frequency) a pásztaszélesség szétnyújtja a visszavert jelet, nem lehet addig új imppulzus -Egyszerre több jel is úton van (az űreszközöknél), adás/vétel összehangolása -adatáram, digitalizálás, tárolási korlátozások -antenna technológiai korlát a minimális antennafelületre - ezen túl az adatforgalom sebessége, a tárolási kapacitás is korlátozza a felbontást (adatmennyiséget) Tényezők, amik bonyolítják a jelfeldolgozást: -terjedési korrekciók (légköri víz, ionizáció az úton) -gömbfelület -a Föld forgása -a műhold pálya excentricitása -műhold állásszögeinek kis eltérései -pixel geometria, egyenlő időkülönbségbekből növekvő pixelek a kép szélén -speckle, koherens szórás pixelen belül (Multi look csökkenti)

SAR adatok felhasználási területei Térképezés Felszíni deformációk észlelése, INFSAR Tengeri és szárazföldi jég monitorozása Mezőgazdasági felhasználás, növényzet osztályozása, radar reflektanciákkal Erdészeti fedettségi térképezés Óceni áramlatok, hullámzás vizsgálata Több műhold és többszöri áthaladási adatok kombinálásával, a felület változásai nagyon pontosan számolhatók. Pl. Antarktiszi jégáramlások feltérképezése

Seasat

RadarSAT felépítése Radarsat-1, 1995-2013

RADARSAT-2 Napszinkron pálya 4-féle polarizáció: HH,VV,HV,VH Felbontások: 3-100m, Pásztaszéleségek: 50-500km Kétoldali ránézés, oldalnézet: 20-50 fok 2007- http://www.asc-csa.gc.ca/eng/satellites/radarsat2/

TerraSAR-X (2007), TanDEM-X műholdak DLR (Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ), Német Űrügynökség+ EADS Astrium Utóda a SIR-C (1994) és SRTM (2000) misszióknak AIS - Along Track Interferometry. Automatikus forgalmi adatok (szárazföldi utakon 10-50m-s), Vízi áramlatok mérése. 5 éves névleges szolgálati időtartam (2012) INSAR a TAnDEM-X-szel, (Interferometric SAR), globális DEM (12x12m felbontás, vertikálisan 2m relatív, 4m abszolút), kulcsszó: WorldDEM Topográfiai térképezés Felszínfedettségi térkép Digitális terep és felszínmodellek Felületi mozgás monitorozása A műhold kereskedelmi célú is, lehet rendelni...

TerraSAR interferometrikus alkalmazás Budapest 4-es METRÓ építése

TerraSAR interferometrikus alkalmazás Budapest-2

TerraSAR árlista

Radar műhold történet

Radarsat constellation (tervek) 3(-6) műhold, felbocsátás: 2018, 7 éves élettartam/műhold C-sávú adatok folytonossága, napi lefedettség biztosítása (50m felbontásnál) Tengerészeti monitorozás (jég, szél, olajfoltok, hajómozgás ellenőrzése); Katasztrófaelhárítás (kárenyhítés, figyelmeztetés, ellenőrzés…) Környezeti monitorozás (erdő, Mezg.-i földek, árterek, partmellékek monitorozása).

Seasat-Skylab

Giblaltár körüli tengeri áramlások

TSX felvétel jég és hótakaróval, MacKenzie folyó

Esőcellák Nagy-Britannia felett

DEM TSX + TanDEMX, az Etna és környéke

QuikSCAT Seawinds radar műszer (JPL) Tudomány: 800km-es pálya 13.4GHz, két nyalábbal, 6 fok távolságban, 4 adat a felszín egy pontjáról, napi visszatérés Forgó 1m-es antenna, 18rpm, PRF=189Hz 1800km-es pásztaszélesség, 400000 mérési pont naponta Szélmérés 3-20 m/s, +/-2m/s, 20 fok iránybeli pontosság Tudomány: A szél keltette kapilláris-gravitációs hullámokról méri a visszaverődést (Bragg scattering), modell alapján számolja a szélsebességet a többirányú mérésekből. Másodlagos felhasználás: jégtípusok megkülönböztetése (friss, idős jég felület, sarkoknál a jégtakaró kiterjedése) Egyéb felhasználás: esőerdők állapotának vizsgálata

Radar altiméterek TOPEX/POSEIDON – Jason n (Poseidon n+1) sorozat, Ocean Surface Topography Mission (OSTM) =Jason, 1, 2, 3 NASA-CNES közös program Cél: elsősorban óceán felületi mérések Pályamagasság: 1330km Inklináció: 66 fok Globális lefedés: 10 naponként -2 csatornás nadír irányú radarok, 5.3GHz (C sáv), 13.6GHz (Ku sáv) ionoszféra korrekció miatt előnyös -3 csatornás MW radiométer (18,21,37GHz) a légkör terjedési útbéli víztartalmával való korrekcióhoz -A pontos pozició meghatározáshoz 3 független követő rendszer (pontosság a magasságban 2cm) : NASA LRA (Laser Reflector Array), 10-15 földi állomással DORIS MW követő rendszer (all-weather) 40-50 földi állomással, +még egy tucat műholdon repült ilyen műszer. Eredmény: cm-es pontosság az International Terrestrial Reference Frame (ITRF) – hez képest. GPS Alkalmazások: Klimatológia, Hurrikán előrejelzés, El Nino, Hajózási, halászati útvonaltervezés, Tengeri emlős tudomány, Korall-zátony vizsgálatok. Csendes-óceáni szintváltozások, évi 2.85mm tengerszint változás az eltelt évek alatt Mw abszorpció

TOPEX/Poseidon NASA-CNES 1992 Aug 10 – 2006 jan. Pálya: 1330km, i=66º Feladatok Óceán felszíni topográfia Felszín magasság 5cm-es pontossággal Óceáni áramlatok feltérképezése El Niño előrejelzése Addig legpontosabb árapály térkép Gravitációs kísérlet – a Föld gravitációs terének pontosítása. Műszerek: Altiméter (C+Ku, Ku sávban) Mikrohullámú radiométer – víztartalom mérése, altiméter korrekcióra (18,21,37GHz) Pozícionáló műszerek: GPS, Lézer fényvisszaverő egység, Doppler követő antenna (CNES: Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite, DORIS)

TOPEX/Poseidon misszió folytatása, OSTM (Ocean Surface Topography Mission) Jason-1 (NASA-CNES, TOPEX/Poseidon utód) Felbocsátás: 2001, Dec. 7 A TOPEX/Poseidon időbeli kiterjesztése szinte ugyanazokkal a műszerekkel feladatokkal Tengerszint magasság 3.3cm-es pontossággal. OSTM (Ocean Surface Topography Mission)/Jason-2 (NASA, NOAA, CNES, EUMETSAT ) Felbocsátás: 2008 Jun. 15. JASON-3 „The anticipated launch is 2015.” Idézet a JPL honlapról.

JASON-2 Tengerszint Az átlagos és a szezonális értékek eltávolítás utáni „reziduált” látjuk a képen.

TOPEX, 1997-es El Niño

Jason-2 műhold AMR, advanced microwave radiometer Poseidon-3 radiometer, C és Ku sávban mér

ERS – ENVISAT (ESA) sorozat utód: Sentinel-1 2014-.. Műszerek: Képalkotó SAR, InSAR technikával nagyon pontos magasságok, tandem működtetés ERS-2 és ENVISAT (2007,2008) Radar altiméter Passzív MW radiométer (terjedésiút-korrekció az altiméterhez) ENVISAT (2002) RA-2 altiméter két frekvencián 13.575GHz (Ku) és 3.2GHz (S) az ionoszferikus korrekció miatt, 4.5cm febontás, horizontálisan 19km, hullámmagasságra ~25cm MWR, passzív MW radiométer, terjedési út korrekciók ASAR, C sávban (5.3cm), 30m-5km felbontás, 5 féle polarizáció ERS-1 (1991), ERS-2 (1995) ENVISAT (2002) Felhasználási területek: RA-2: Óceán topográfia, tengeri jég mérése ASAR: hullám karakterisztika („monster waves”), óceáni frontok, tengerpart dinamikája, erózió, szennyeződés, hajózás, halászat nyomonkövetése, olajszennyeződés térképezése Tengei jégtakaró nyomonkövetése, térképezés, földfelszíni deformációk érzékelése, termésbecslés, erdőtakaró térképezés.

Sarki jégtakaró változásai 2007-es év amikor a sarki jég minimálisra olvadt nyáron

Tengerszint változás TOPEX/POSEIDON-tól Jason-2-ig. Ezalatt 2.85mm/év tengerszint emelkedés altimeter

InSAR SAR interferometria Landsat többcsatornás kép az SRTM DTM-re rajzolva IfSAR vagy InSAR, ugyanarról a teületről két SAR felvétel kombinálva, eredmény: pontos DTM (magasság: 10cm-en belül) Pl: SRTM, két antennával Vagy ERS-2 és Envisat tandem konstellációban, 2km bázistávolsággal

Vénusz, Magellán küldetés 1989 május (Atlantis) - 1994 október SAR kép a felszínről (min) 1km felbontással Globális topográfiai térkép (radar altiméter) felbontás vertikálisan 100m

Magellán űrszonda felépítése és a Vénusz körüli pályája ~3 óra keringési idő

A Magellán szonda radar működési módjai

SAR kép a Vénusz felszínéről (Magellán) 100-250m felszíni felbontás A felszín 98%-áról A felszín egy részéről sztereo radar kép:

A Vénusz topográfiai térképe (Magellán)

`83 `78

ESA Mars Express (2003-2018(?)) Pálya: i=86.9°, r=330-10530km, T=7h, 1h mérés, a többi : kommunikáció86.9° Kilövés: 2003 jun. 2., Bajkonur Megérkezés 2003 dec.19. Működés meghosszabbítva 2014 dec. 31-ig Beagle 2 leszállóegység leszálláskor elveszett Tömeg: 1123kg, 457kg üz.a. Energiaellátás: 460W

ESA: Mars Express (2003 – 2014(?)) Sub-Surface Sounding Radar Altimeter (MARSIS); a felszín alatti üledékek feltérképezése 3-4km mélységig, Mars Radio Science Experiment (MaRS); Mars légkör – napszél kölcsönhatások vizsgálata High Resolution Stereo Camera (HRSC); 2-10m-es felbontással az egész Mars felszín feltérképezése. Energetic Neutral Atoms Analyser (ASPERA); Felső légkör, napszél-légkör kcsh. Planetary Fourier Spectrometer (PFS); Légkör. Légköri molekula-abszorpció mérése az 1.2-45μm tartományban. Visible and Infra Red Mineralogical Mapping Spectrometer (OMEGA); Ásványtani térképezés 100m-es felbontással Ultraviolet and Infrared Atmospheric Spectrometer (SPICAM); Légkör.

Mars Express föld és ionoszféra radar: MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) Földradar és ionoszféra szonda 40m hosszú dipól antenna, 1.8-5MHz (5W) Másodlagos nadír irányú monopól antenna, a nem nadír irányú jelek kiszűrésére. 1MHz sávszélességű CHIRP Behatolási mélység a kéregbe: 2-3km, PRF=130Hz, pulzus hossz: 250,30μsec meg tud kölönböztetni száraz, nedves és fagyott tajt, Sávszélesség 1MHz → vertikális felbontás 150m University of Rome, NASA/Jet Propulsion Laboratory The University of Iowa

NASA MRO (Mars Reconnaisance Orbiter), alapvető tulajdonságok Kilövés: 2005 Aug. 12 Pályára állaás: 2006. március 10. Tömeg 2190 kg, ebből 1149 üz.a. Energiatermelés: 2000 W

NASA MRO (Mars Reconnaisance Orbiter) High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE): kamera, nagy felbontású képeket készít. Context Imager (CTX): kamera, kisebb felbontású képek készítése a HiRISE képeinek környezetéről. Mars Color Imager (MARCI): színes képalkotó berendezés, színes képek készítése és az időjárás vizsgálata. Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars (CRISM) : optikai/infravörös spektrométer, a felszín ásványtani térképezését végzi. Mars Climate Sounder (MCS): infravörös radiométer, méri a légkör különböző tulajdonságait (hőmérséklet, nyomás stb.). Shallow Subsurface Radar (SHARAD): radar, a Mars poláris sapkáinak szerkezetét határozza meg. Gravity Field Investigation Package: a gravitációs tér változásait méri. Atmospheric Structure Investigation Accelerometers: légsűrűség mérésére használható akcelerométerek. Electra UHF rádió – kapcsolattartás a Marsra lesszált egységekkel, erre redukálódott mostanra az űrszonda működése (2010 után)

NASA: MRO, Mars Reconnaisance Orbiter felbocsátás 2005, élettartam ~2010-ig SHARAD, (Shallow Radar), 10m-es dipól antenna 15-25MHz, 10MHz sávszélességű „CHIRP” jelalak. PRF=700Hz, pulzus hossz=85μsec. Horizontális felbontás: 0.3-3km (magasságtól függően) Vertikális felbontás: 15m Felszín alatti jég térképezése Behatolási mélység <1km A MARSIS (ESA 2003) utódja, nagyobb frekvencia, kisebb behatolási mélység, de nagyobb vertikális felbontás (15m)

Felszín alatti jégtérkép, SHARAD Felszín alatti jég-térkép a Marson, Mars Reconnaisance Explorer,SHARAD

Az északi-pólus (MaX=Mars Express)

MARSIS-SHARAD

MRO, SHARAD eredmények Az északi-sarki jégsapka térfogata ~30%-a a grönlandi jégtakarónak. (SHARAD) Alátámasztja a sarki területeken a felszín alatti jégtömegek és gleccserformációk létezését (SHARAD) Új kráterek helyén idővel elszublimáló jégfoltok (spektrométer)

Cassini – radar műszerek SAR - 13.78 GHz, 0.35 – 1.7km felszíni felbontás Radar altiméter 13.78 GHz 24-27km horz., 90-150m vertikális felbontás Cassini-Huygens Kilövés 1997, az ESA Huygens szondájával (Titánra ereszkedés, 2005) Cél: Szaturnusz rendszer Enceladus és Titán holdak 2017-ig tervezik működtetni.

SAR felvétel a Titánról

Radar mérések a Titánról Szénhidrogén tenger mélységmérés

SSR (Subsurface Sounding Radar) tervek 2020-2029 SHARAD-hoz hasonló radar FOV: 1-10km, 20-50Mhz, mélység <5km, függ. Felbontás ~10m Paraméterekkel … ESA/NASA, Europa Jupiter System Mission – Laplace (EJSM/Laplace)  Változott: ESA, JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) Zöld utat kapott (2014 Nov.) Indítás: 2022 → 2030 Jupiter Műszerek: .. GALA - GAnymede Laser Altimeter Felbontás: H:20m, V:0.1m RIME - Radar for Icy Moons Exploration 16m antenna 9MHz, 1-3MHz sávszélesség 9km behatolás, 30m vert. felbontás jégben.