چالش‌هاي سيستم‌هاي ناوبري اينرسي و تلفيقي در كاربرد رادار با دهانة مصنوعي

Challenges of Inertial and Integrated Navigation Systems in Synthetic Aperture Radar Application

خطاي ناوبري در كاربرد رادار با دهانة مصنوعي (سار) منجر به خطاي فاز سيگنال بازگشتي و كاهش كيفيت تصوير سار مي‌شود. از اين ميان، خطاي فاز مرتبه‌هاي صفر و يك بر كيفيت تصوير اثري ندارد، اما خطاي فاز مرتبه‌هاي دوم و بالاتر بسيار حائز اهميت است. بخش عمدة خطاي فاز مرتبه‌هاي دوم و بالاتر ناشي از خطاهاي زاوية اوليه، باياس سنسورهاي اينرسي و رفتار تصادفي اين سنسورها است. به منظور فائق آمدن بر اين مشكل از سيستم‌هاي ناوبري تلفيقي INS/GPS استفاده مي‌شود. از طرفي، وجود گسستگي در خروجي سيستم‌هاي ناوبري تلفيقي منجر به كاهش شديد كيفيت تصوير سار مي‌شود. در اين مقاله، اثر رويكردهاي مختلف بخش ناوبري بر پاسخ ضربة سمت مورد بررسي قرار گرفته و اهميت استفاده از الگوريتم‌هاي ويژه براي تلفيق داده‌هاي INS و GPS نشان داده شده است. سپس، با توجه به رفتار خطاي ناوبري، الگوريتم پيشنهادي براي ناوبري در سار ارائه شده و مزيت آن در پاسخ ضربه سمت و كيفيت تصويربرداري به نمايش در آمده است.

Navigation errors in synthetic aperture radar (SAR) applications lead to phase errors in SAR echo signal and image quality degradation. Among different phase errors, zero and first order errors have no effect on image quality, while second and higher order terms are very important. The majority of second and higher order phase errors are due to initial alignment errors, and bias and random errors of inertial sensors. Integrated INS/GPS navigation systems are used for solving this problem. However, discontinuities in integrated navigation data lead to severe SAR image quality degradation. In this paper, the effect of different navigation approaches on SAR azimuth impulse response was studied and the importance of specially-designed algorithms to integrate INS and GPS was illustrated. Then, the proposed algorithm for navigation in SAR application was presented according to navigation errors behavior, and its benefit in azimuth impulse response, and imaging quality was illustrated. ‌‌