E-SAR: ein flugzeuggestütztes abbildendes Radar zur
                            Vorbereitung zukünftiger satellitengestützter
                              Radarsensoren und deren Anwendung


                                             Abteilung SAR-Technologie


                                    Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme



                                                 Oberpfaffenhofen, 24. Oktober 2004



trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                              Folie 1                Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Beispiel: TerraSAR-X




trum für Luft- und Raumfahrt e.V.            Folie 2       Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Prinzip des Radar mit Synthetischer Apertur (SAR)
                                                                                      Punktziel
                                    Antennenö ffnung
                                    fü reale Apertur
                                      r

                                                                                                                         Flug-
                                                                                                                       richtung




                                                                                                                                   SAR
                                                                                                                                   Sensor
                     Zweiweg Antennen
                         Diagramm                                                                                  empfangenes Signal


                                                                Phasen
                                                              Korrekturen



                                                                                      Kohä rente Summation

                                          SAR                         Detektion
                                       Prozessor                                                             Faltung


                                                       Punktzielantwort

                                                                          Auflösung bei synthetischer Apertur
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                                           Folie 3                               Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Prinzip des Radar mit Synthetischer Apertur (SAR)
                                                                                             Punktziel
                                    Antennenöffnung
                                    fü reale Apertur
                                      r




                              SAR
                                        Tx / Rx   Tx / Rx    Tx / Rx            Tx / Rx                  Tx / Rx   Tx / Rx    Tx / Rx
                              Sensor
                                         A/ D      A/ D       A/ D               A/ D                     A/ D      A/ D       A/ D
                        Flug-
                        richtung
             Zweiweg Antennen
                 Diagramm                                                                                                              empfangenes Signal


                                                                       Phasen
                                                                     Korrekturen



                                                                                             Kohä rente Summation

                                          SAR                               Detektion
                                       Prozessor                                                                             Faltung


                                                            Punktzielantwort

                                                                               Auflösung bei synthetischer Apertur
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                                                  Folie 4                                            Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
SAR-Datenprozessierung




trum für Luft- und Raumfahrt e.V.             Folie 5        Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
E-SAR an Bord der Do-228
                                                          zur Zeit im Kampagneneinsatz in Indonesien
                                             ein flexibles mehrkanaliges SAR System
                                             Frequenzbä nder X, C, S, L und P
                                              voll-polarimetrisch in L- und P-Band




ypische Fluggeometrie:
                                              dual-polarimetrisch im C-Band
lughöhe:          3000 m über Grund
 eschwindigkeit: 90 m/s                       interferometrisch im X-Band
eichweite:         4 h (ca. 3 h Messung)      Azimutauflösung bis zu 0.5 m
ensorgewicht:    700 kg
nzahl Operators: 2                            innovative Abbildungsmodi
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.               Folie 6                         Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
E-SAR Hardware vor dem Einbau




trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                 Folie 7           Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Vermessung und Einbau der P-Band Antenne

                                                            Flugtests: - flugtechnisch
                                                                          - sicherheitstechnisch
                                                                       - radartechnisch




        Vermessung an der DLR-Antennenmessanlage (AMA)




                                                                         Einbau mit Windabweiser
                                                                               am Flugzeug

trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                 Folie 8                      Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
E-SAR Einsatzgebiete




                          Einsatzgebiete der letzten 5 Jahre
                          Einsatzgebiete 2004
                           in Planung fü 2005
                                        r
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                              Folie 9   Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
E-SAR Einsatzgebiete in Europa 2003-2004

                                                                                   Gletscherbefliegung- Svartisen




                                          Stadtsignaturen, Lilleström                     Waldhöhenbestimmung, Finnland



                                    Landwirtschaft, Wendy
                                                                 Windstä rkekarten, Horns Rev, Dä nemark


           Verkehrsdatenerfassung, Oberpfaffenhofen
                                                                        Waldhöhenbestimmung, Salzburger Land
                     Gletscherbefliegung - Aletsch
                                                                    Schneekartierung, Totes Gebirge & Kühtai
                             Landwirtschaft, Lerma

                                                      Waldhöhenbestimmung, Corridor

                               Landwirtschaft, Barrax


trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                                       Folie 10                             Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Landwirtschaft – Barrax - 2003
   Radarbild L-Band (3 Polarisationen)
                                                                              Konzeption der Orbiteigenschaften zukünftiger
                                                                              Radar-Satelliten der ESA

                                                                              Untersuchungen zur temporalen Stabilitä t
                                                                              der Rückstreueigenschaften
                                                                              landwirtschaftlicher Nutzflä chen

                                                                              Unterauftragnehmer für
                                                                              im Auftrag der

                                                                  ML-Klassifikation basierend auf L-HH und X-VV




                                Rotierende Bewä sserungsanlagen

trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                                  Folie 11                             Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Gletscherbefliegung – Svartisen - 2003

                                                                  Bestimmung des Gelä ndemodells eines
                                                                  Gletschergebietes der Grö 10 km mal 10 km.
                                                                                           ße

                                                                  Demonstration der interferometrischen
                                                                  Radartechnik zum Monitoring des
                                                                  Schneevolumens.

                                                                  Modellierung der zu erwartenden Abflussmenge
                                                                  -> Kraftwerksauslegung



                                                Zoom




      • Datenaufzeichnung und Berechnung
        des Gelä ndemodells im Auftrag von
        NORUT IT, Norwegen, 2003
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                      Folie 12                            Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Waldhöhenbestimmung mit Pol-InSAR




     Testgebiet
     Corridor,
     Kooperation
                                                               Vergleich der Waldhöhen


     Spanien


 Radarbild
 &
 Höhenmodell
 aus
 Radarinterferometrie
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                   Folie 13           Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Einsatzgebiete in Deutschland

                                                                 Landwirtschaft, Siek &Neetzow




             Urbane Strukturen,
             Mannheim

            Aktualisierung                                   Waldhöhenbestimmung, Fichtelgebirge,
            Landnutzung,                                       Bayerischen Wald und Traunstein
            Ehingen

       Verkehrsdatenerfassung
       Oberpfaffenhofen
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                 Folie 14                  Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Waldhöhenbestimmung mit Pol-InSAR




      Radarrückstreukarte in L-HH




                                                                       3D-Darstellung
                                                                Waldhöhen Schneeberg
       Vergleich gemessener Waldhöhen                                   Fichtelgebirge
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                   Folie 15       Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Landwirtschaft, Siek & Neetzow, 2002




     L-Band,
     multi-polarisiert

                                                                              Biomassenverteilung
                                                                                  Testgebiet Siek
       Neetzow:
       Bildbeispiele

       Befliegung für
                                    X-Band,
                                    multi-temporal



        Bestimmung der Biomasse
        effiziente / variable
        Fungizidverteilung innerhalb
        eines Feldes
                                                     Höhenmodell
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                                  Folie 16   Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
Aktualisierung der Landnutzung – Ehingen 2001


                                                                      Befliegung für




                                                                      Datenauswertung




   E-SAR Daten
   überlagert mit
   Katasterinformation
   aus ATKIS




                                        Landnutzungsklassen      Agrarflä chen und Grasland
trum für Luft- und Raumfahrt e.V.                     Folie 17         Institut für Hochfrequenztechnik und Rada

Test 70MB

  • 1.
    E-SAR: ein flugzeuggestütztesabbildendes Radar zur Vorbereitung zukünftiger satellitengestützter Radarsensoren und deren Anwendung Abteilung SAR-Technologie Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme Oberpfaffenhofen, 24. Oktober 2004 trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 1 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 2.
    Beispiel: TerraSAR-X trum fürLuft- und Raumfahrt e.V. Folie 2 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 3.
    Prinzip des Radarmit Synthetischer Apertur (SAR) Punktziel Antennenö ffnung fü reale Apertur r Flug- richtung SAR Sensor Zweiweg Antennen Diagramm empfangenes Signal Phasen Korrekturen Kohä rente Summation SAR Detektion Prozessor Faltung Punktzielantwort Auflösung bei synthetischer Apertur trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 3 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 4.
    Prinzip des Radarmit Synthetischer Apertur (SAR) Punktziel Antennenöffnung fü reale Apertur r SAR Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Sensor A/ D A/ D A/ D A/ D A/ D A/ D A/ D Flug- richtung Zweiweg Antennen Diagramm empfangenes Signal Phasen Korrekturen Kohä rente Summation SAR Detektion Prozessor Faltung Punktzielantwort Auflösung bei synthetischer Apertur trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 4 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 5.
    SAR-Datenprozessierung trum für Luft-und Raumfahrt e.V. Folie 5 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 6.
    E-SAR an Bordder Do-228 zur Zeit im Kampagneneinsatz in Indonesien ein flexibles mehrkanaliges SAR System Frequenzbä nder X, C, S, L und P voll-polarimetrisch in L- und P-Band ypische Fluggeometrie: dual-polarimetrisch im C-Band lughöhe: 3000 m über Grund eschwindigkeit: 90 m/s interferometrisch im X-Band eichweite: 4 h (ca. 3 h Messung) Azimutauflösung bis zu 0.5 m ensorgewicht: 700 kg nzahl Operators: 2 innovative Abbildungsmodi trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 6 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 7.
    E-SAR Hardware vordem Einbau trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 7 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 8.
    Vermessung und Einbauder P-Band Antenne Flugtests: - flugtechnisch - sicherheitstechnisch - radartechnisch Vermessung an der DLR-Antennenmessanlage (AMA) Einbau mit Windabweiser am Flugzeug trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 8 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 9.
    E-SAR Einsatzgebiete Einsatzgebiete der letzten 5 Jahre Einsatzgebiete 2004 in Planung fü 2005 r trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 9 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 10.
    E-SAR Einsatzgebiete inEuropa 2003-2004 Gletscherbefliegung- Svartisen Stadtsignaturen, Lilleström Waldhöhenbestimmung, Finnland Landwirtschaft, Wendy Windstä rkekarten, Horns Rev, Dä nemark Verkehrsdatenerfassung, Oberpfaffenhofen Waldhöhenbestimmung, Salzburger Land Gletscherbefliegung - Aletsch Schneekartierung, Totes Gebirge & Kühtai Landwirtschaft, Lerma Waldhöhenbestimmung, Corridor Landwirtschaft, Barrax trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 10 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 11.
    Landwirtschaft – Barrax- 2003 Radarbild L-Band (3 Polarisationen) Konzeption der Orbiteigenschaften zukünftiger Radar-Satelliten der ESA Untersuchungen zur temporalen Stabilitä t der Rückstreueigenschaften landwirtschaftlicher Nutzflä chen Unterauftragnehmer für im Auftrag der ML-Klassifikation basierend auf L-HH und X-VV Rotierende Bewä sserungsanlagen trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 11 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 12.
    Gletscherbefliegung – Svartisen- 2003 Bestimmung des Gelä ndemodells eines Gletschergebietes der Grö 10 km mal 10 km. ße Demonstration der interferometrischen Radartechnik zum Monitoring des Schneevolumens. Modellierung der zu erwartenden Abflussmenge -> Kraftwerksauslegung Zoom • Datenaufzeichnung und Berechnung des Gelä ndemodells im Auftrag von NORUT IT, Norwegen, 2003 trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 12 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 13.
    Waldhöhenbestimmung mit Pol-InSAR Testgebiet Corridor, Kooperation Vergleich der Waldhöhen Spanien Radarbild & Höhenmodell aus Radarinterferometrie trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 13 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 14.
    Einsatzgebiete in Deutschland Landwirtschaft, Siek &Neetzow Urbane Strukturen, Mannheim Aktualisierung Waldhöhenbestimmung, Fichtelgebirge, Landnutzung, Bayerischen Wald und Traunstein Ehingen Verkehrsdatenerfassung Oberpfaffenhofen trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 14 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 15.
    Waldhöhenbestimmung mit Pol-InSAR Radarrückstreukarte in L-HH 3D-Darstellung Waldhöhen Schneeberg Vergleich gemessener Waldhöhen Fichtelgebirge trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 15 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 16.
    Landwirtschaft, Siek &Neetzow, 2002 L-Band, multi-polarisiert Biomassenverteilung Testgebiet Siek Neetzow: Bildbeispiele Befliegung für X-Band, multi-temporal Bestimmung der Biomasse effiziente / variable Fungizidverteilung innerhalb eines Feldes Höhenmodell trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 16 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada
  • 17.
    Aktualisierung der Landnutzung– Ehingen 2001 Befliegung für Datenauswertung E-SAR Daten überlagert mit Katasterinformation aus ATKIS Landnutzungsklassen Agrarflä chen und Grasland trum für Luft- und Raumfahrt e.V. Folie 17 Institut für Hochfrequenztechnik und Rada