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Applications radars avancées

radars stéréos

En plus de l'acquisition et de l'utilisation des données radars normales, il existe trois applications spécifiques qui méritent d'être mentionnées.

La première est le radar stéréoscopique qui est semblable au concept de cartographie stéréo utilisant la photographie aérienne (décrit dans la section 2.7). Des paires d'images radar stéréo sont obtenues de la même région, mais avec des angles de visée/incidence différents (A), ou de directions opposées (B). Contrairement aux photographies aériennes dans lesquelles le déplacement est radial en s'éloignant du nadir (directement sous la caméra), les images radars présentent un déplacement seulement dans la direction parallèle à la visée. Les paires stéréoscopiques prises de directions opposées (c'est-à-dire l'une regardant vers le nord et l'autre vers le sud) peuvent présenter des contrastes significatifs et être difficiles à interpréter visuellement ou numériquement. En terrain montagneux, cet effet sera encore plus prononcé puisque les ombres du côté opposé des structures élimineront l'effet stéréo. L'imagerie stéréoscopique prise du même côté (A) a été utilisée de façon effective depuis plusieurs années pour aider l'interprétation en foresterie et en géologie et aussi pour générer des cartes topographiques. L'évaluation des distances mesurées et de la hauteur du terrain pour la cartographie topographique à partir d'images radar stéréo est appelée radargrammétrie et est semblable à la photométrie utilisée à des fins similaires avec des photographies aériennes.

deux ondes

La radargrammétrie est une méthode d'évaluation par radar de la hauteur des surfaces. Une autre méthode plus avancée est l'interférométrie. L'interférométrie est possible grâce à l'étude de la variation de la phase des ondes électromagnétiques. Supposons que nous ayons deux ondes de même longueur, mais que le point de départ de l'une d'entre elles soit décalé par rapport à l'autre. Le déplacement entre les points correspondants sur ces deux ondes (A) s'appelle la différence de phase. Les systèmes interférométriques utilisent deux antennes parallèles, séparées par une petite distance, qui enregistrent le signal de retour de chaque cellule de résolution. Les deux antennes peuvent être sur la même plate-forme (comme pour les systèmes spatioportés RSO), ou bien les données peuvent être obtenues avec le même capteur comme c'est le cas pour certains radars aéroportés ou spatioportés. En mesurant exactement la différence de phase entre deux signaux rétrodiffusé (A), la différence de leur longueur de parcours peut être calculée avec une précision de l'ordre de la longueur d'onde (c'est-à-dire en centimètre).

Interferogram

La position de l'antenne par rapport à la surface de la Terre étant connue, l'on peut déterminer la position (et l'élévation) de la cellule de résolution. La différence de phase entre des cellules de résolution adjacentes est illustrée dans cet interférogramme, où les couleurs représentent la variation de la hauteur. L'information contenue dans un interférogramme peut être utilisée pour dériver de l'information topographique et produire de l'imagerie en trois dimensions de la hauteur des terrains.

Nous avons déjà fait allusion au concept de la polarimétrie radar dans notre discussion sur les principes de base des radars dans la section 3.2. Comme son nom le suggère, la polarimétrie étudie la discrimination entre les polarisations qu'un système radar peut émettre et recevoir. La plupart des radars transmettent du rayonnement dans les hyperfréquences avec une polarisation horizontale (H) ou verticale (V). De même, ils reçoivent le signal rétrodiffusé dans une seule de ces polarisations. Les radars à polarisations multiples sont capables de transmettre en polarisations H ou V, et peuvent recevoir en mode parallèle ou croisé (HH, HV, VH et VV, où la première lettre correspond à la polarisation de transmission et la seconde à la polarisation de réception). Les radars polarimétriques sont capables de transmettre et de recevoir dans les modes horizontal et vertical. Ils sont donc capables de recevoir et de traiter les quatre combinaisons de polarisation : HH, HV, VH et VV. Chacun de ces canaux de polarisation a une sensibilité différente aux propriétés et caractéristiques de la surface. La disponibilité de données de polarisations multiples améliore donc l'identification et la discrimination entre les éléments. En plus d'enregistrer la magnitude (c'est-à-dire la force) du signal de retour pour chaque polarisation, la plupart des radars polarimétriques sont aussi capables d'enregistrer l'information sur la phase du signal de retour. La phase peut être utilisée pour mieux caractériser la signature polarimétrique des différents éléments de la surface.

Le saviez-vous?

« Nous avons un objet non identifié sur le radar... »

...En plus d'être capable de déterminer la hauteur des terrains grâce à l'interférométrie, il est aussi possible de mesurer la vitesse à laquelle les cibles bougent vers ou à en s'éloignant du radar, en utilisant seulement un balayage au-dessus de la cible. On obtient ceci en enregistrant le signal de retour de deux antennes placées sur une plate-forme et séparées par une petite distance dans la direction de vol. La différence de phase entre les deux signaux de retour à chaque antenne est utilisée pour dériver la vitesse de la cible dans la scène. Les applications possibles de cette technique sont entre autres, le mouvement des glaces sur l'eau, les courants marins et les paramètres des vagues marines.

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