Detaillierte Radarabbildung von Tiangong-1; Wie haben sie das gemacht?

Tiangong-1 - 270 km von der Erdoberfläche entfernt

Die Antwort von @JamesPoulose zeigt ein erweitertes Radarbild von Tiangong-1, 270 km von der Erdoberfläche entfernt.

Die Bilder stammen von Space.coms How Was China's Tiangong-1 Space Station Crash Tracked So Accurately? .

Radarsysteme auf der ganzen Welt halfen, das fallende Tiangong-1-Weltraumlabor zu verfolgen und seinen Abstieg und Abbrand in der Atmosphäre am 1. April 2018 innerhalb eines 2-Stunden-Fensters vorherzusagen. Dieses Bild stammt vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik in der Nähe von Bonn, Deutschland, als sich das Labor etwa 270 km von der Erdoberfläche entfernt befand. Quelle: Fraunhofer FHR

Wenn ich die räumliche Auflösung auf 27 cm schätze und sage, dass es 270 km entfernt ist, ist das 1E-06. Wenn die Wellenlänge 1 mm wäre und dieses Bild wie von einem einfachen interferometrischen Array angenommen wird, deutet dies auf eine Basislinie von einem Kilometer hin.

Aber ich glaube nicht, dass dieses Bild so entstanden ist.

Frage: Welches Radarsystem am Fraunhofer FHR erreicht diese Auflösung auf diese Entfernung? Musste es minutenlang Daten sammeln, während das Raumschiff über uns hinwegflog und verschiedene Ausrichtungen abtastete? Oder nur ein paar Sekunden? Wurde alles von einer ziemlich kompakten Schüssel aus gemacht, oder war immer noch eine große physische Basis erforderlich?

Antworten (1)

Es wurde mit einem einzigen Gericht gemacht,

... im Ku-Band (16,7 GHz) und ... derzeit mit einer hohen Zielauflösung ausgestattet.

Die Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) vom 21. März 2018 – die Originalquelle des Bildes in der Frage – enthält Links zu einer einführenden Beschreibung ihres Weltraumbeobachtungsradars TIRA (Tracking and Imaging RAdar). , wo steht:

Technologie

Die „Kugel“ beherbergt eine Antenne mit einem Durchmesser von 34 Metern. Es kann um 360° im Azimut (horizontal) und um 90° in der Höhe (vertikal) gedreht werden. Der bewegliche Teil wiegt 240 Tonnen und kann mit einer Geschwindigkeit von 24° pro Sekunde (im Azimut) gedreht werden, dh eine volle Drehung dauert 15 Sekunden.

Wie der Name schon sagt, besteht das TIRA-System aus einem Verfolgungsradar und einem Abbildungsradar. Das schmalbandige, voll kohärente Hochleistungs-Tracking-Radar hat eine Sendefrequenz im L-Band (1.333 GHz) und das breitbandige Imaging-Radar hat eine Sendefrequenz im Ku-Band (16,7 GHz) und ist derzeit mit einer hohen Zielauflösung ausgestattet.

Ich vermute, dass im Abschnitt „ Veröffentlichungen “ der FHR-Website etwas Genaueres über die verwendeten Technologien zu finden sein wird, konnte aber auf die Schnelle nichts finden, und mir fehlt jetzt die Zeit, die vollständigen Listen für jedes Jahr durchzugehen.

In diesem Tweet des Fraunhofer FHR gibt es eine Animation, die die 3D-Rotation des Radarbilds zeigt, sowie ein Video der Schüssel in Bewegung . Beachten Sie das Hashtag #radarlove.

Mehr zum TIRA System .

(Das FHR ist eines von mehreren Dutzend anwendungsorientierten Forschungsinstituten unter dem Dach der Fraunhofer Gesellschaft, kurz FGAN .)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Quelle Luftaufnahme des Weltraumbeobachtungsradars TIRA © Fraunhofer FHR

Das Schlüsselprinzip ist das Inverse Synthetic Aperture Radar (ISAR) . Aus einer FHR-Veröffentlichung FGAN-Beitrag zur MIR-Deorbiting-Kampagne 2001 von L.Leushacke ( S. 68 , mit freundlicher Genehmigung des SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS)):

...die Kreuzbereichsauflösung wird durch die Doppler-Frequenzanalyse bereitgestellt und wird hauptsächlich durch die verarbeitete synthetische Apertur bestimmt, dh der Zielaspektwinkel ändert sich während des Verarbeitungsintervalls. Für eine quadratische Auflösungszelle von 25 x 25 cm beträgt der notwendige Öffnungswinkel etwa 2,7°.

(In: Proceedings of the international workshop „MIR deorbit“, 14. Mai 2001, ESOC, Darmstadt, Deutschland. Hrsg.: Walter Flury & Huguette Sawaya-Lacoste. ESA SP-498, Noordwijk, Niederlande: ESA Publications Division, ISBN 92- 9092-808-5, 2002, S. 67 - 72.)

Mit anderen Worten, die Idee ist, dass Sie ein Radar haben (im Gegensatz zu einem passiven Funkobservatorium), das in der Lage ist, sorgfältig kontrollierte Impulse zu erzeugen, und wenn Ihr Empfänger über eine ausreichende Bandbreite und eine ausreichende spektrale Auflösung verfügt und wenn sich das Ziel über die Linie bewegt Sicht, dann brauchen Sie keine riesige Antennenbasislinie, um eine hohe Bildauflösung zu erreichen: Die Bewegung des Ziels ist das, was die Basislinie liefert. (Woher Inverse SAR).

Das sind ziemlich erstaunliche Spezifikationen, ich würde gerne sehen, wie sich diese Schüssel so schnell bewegt! Ihre Antwort ist voller unterstützender Links, danke. Ich werde ihnen einen Blick darauf werfen, ob es eine detailliertere Erklärung dafür gibt, welche Art von Algorithmus sie verwenden.
Ich habe ein Bild hinzugefügt, um den Lesern ein Gefühl dafür zu geben, wie groß das ist. Wenn es nicht in Ordnung ist, kann ich zurücksetzen (oder Sie können), indem Sie auf "Bearbeitet" klicken und dann den entsprechenden Rollback-Punkt finden.
Es sieht sicherlich so aus, als ob diese Folien, die auf der SAR 2012 gezeigt wurden, die Methode und die Mathematik gut erklären, aber ich kann sicher sein, dass es in diesem Fall schon zutrifft. Ich werde versuchen, weiter zu lesen Sparse Representation and Autofocus for ISAR and Spotlight SAR Imaging
FÜNFZEHN SEKUNDEN?! 34 METER DURCHMESSER? Sprechen Sie über einen Kotzkometen, heiliger Mist. Ich frage mich, welche Art von Systemen es ermöglichen, mit einer so großen Masse so gedreht zu werden.
@MagicOctopusUrn, die Geschwindigkeit ist nicht zu hoch - Sie brauchen nur gute Lager, damit es sich reibungslos bewegt. Die große Frage ist: Wie lange dauert es, um die Schüssel auf diese Geschwindigkeit von 4 U / min zu bringen?
Detaillierte Radarabbildung von Tiangong-1; Wie haben sie das gemacht?
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