Ubiquitäre Bistatische SAR Bildgebung (USAR_Im)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Otmar Loffeld (†)
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 346974191

Die kontinuierlich verfügbare tageszeit- und wetterunabhängige Beobachtung unserer Umgebung und Umwelt, die Verfolgung bewegter Objekte, wie Autos in der Verkehrsbeobachtung, die Überwachung von Flugzeugbewegungen im Luftraum, die Schiffs- oder Bootsentdeckung und -verfolgung auf dem Meer stellen essentielle Fähigkeiten mit extrem breitem Anwendungsinteresse in der Logistik, Sicherheit und insgesamt in der nachhaltigen Entwicklung von Infrastrukturen dar. Eine solche Zielsetzung setzt aber die universelle ubiquitäre Verfügbarkeit bildgebender Systeme mit aktiver Mikrowellenbeleuchtung voraus. Klassische SAR und Radarsatellitenmissionen weisen zum einen hohe Kosten auf, zum anderen ermöglichen sie keine räumlich und zeitlich dichte, wie gleichzeitig großflächige kontinuierliche Erfassung. TerraSAR-X, TanDem-X, Cosmo-Skymed, RADASAR-2 und SENTINEL-1 werden allein schon aus Gründen der Energieversorgung in sonnensynchronen Orbits betrieben und ermöglichen dadurch nur eine tageslichtsynchrone Beobachtung, bei einer Orbitzeit von ca. 95 Minuten ergeben sich zudem Wiederkehrintervalle zur Beobachtung der gleichen Szene in der Größenordnung von 10 Tagen (TerraSAR-X) so dass von einer zeitlich dichten Beobachtung der gleichen Szene keine Rede sein kann. Möchte man die gleiche Szene sowohl großflächig, als auch kontinuierlich, zeitlich dicht beobachten, führt kein Weg an einem geostationären Satellitenkonzept vorbei, wobei solche schon verfügbaren Kommunikationssatelliten, wie SES-ASTRA und EUTELSAT HOT BIRD zumindest als 'virtuell über dem gleichen Punkt stehende Mikrowellenbeleuchter' in Frage kommen, wobei man die von einer interessierenden Szene zurückgestreuten Mikrowellensignale mit stationären passiven Empfängern aufzeichnet und mit bi- oder multistatischen SAR-Verarbeitungsansätzen zu Bildern prozessiert.Der vorliegende Antrag zielt darüber hinaus darauf ab, zu demonstrieren, dass ein derartiger Ansatz aufgrund der praktisch universellen Verfügbarkeit der Mikrowellenbeleuchtung nicht nur ubiquitär ist, sondern sogar Bilder mit einer Auflösung in der Größenordnung von 10 m ermöglicht, und damit die Auflösung operationeller ESA Satelliten (EnviSAT) erreicht. Durch die Verwendung fast ebenso ubiquitär verfügbarer Frontend Hardware, Software Defined Radio Komponenten und leistungsfähiger GPU basierter Verarbeitungshardware ermöglicht der Ansatz auch kosteneffektive Lösungen, so dass mit dem Vorhaben trotz aller technisch/technologischen Herausforderungen die Machbarkeit einer ubiquitären leistungsfähigen SAR Bildgebung mittlerer Auflösung demonstriert und verifiziert werden soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen