PODSTAWY TELEDETEKCJI
Jerzy PIETRASIC
SKI
Instytut Radioelektroniki WEL WAT
bud. 61, pok. 14, tel. [phone]
Cz. I
TELEDETEKCJA
WIADOMOÅšCI WST
PNE
Definicja, podstawowe pojęcia i klasyfikacje
RADAR  istota, zadania, klasyfikacje.
TELEDETEKCJA
Remote Sensing (ang.)
Teledetection (fr.)
Tele  daleko (grec.) Detektio  wykrywanie (Å‚ac.)
TELEDETEKCJA jest działem nauk technicznych
zajmujÄ…cym siÄ™ pozyskiwaniem informacji o obiektach
fizycznych i ich otoczeniu drogÄ… rejestracji, pomiaru
i interpretacji obrazów otrzymywanych z sensorów
nie będących w bezpośrednim kontakcie z tymi obiektami.
XVI Kongres Międzynarodowego Towarzystwa
Fotogrametrii i Teledetekcji; Kioto, 1988
SYSTEMY TELEDETEKCYJNE
Promieniowanie
akustyczne oraz elektromagnetyczne :
poczÄ…wszy od fal metrowych,
poprzez mikrofale, podczerwień,
zakres promieniowania widzialnego,
aż do ultrafioletu.
Nazwa rodzaju Długość Częstot- Niektóre dziedziny
promieniowania fali liwość zastosowań
lub pasma
0,1mÅ 3·1010THz
1mÅ 3·109THz
Technika
Defektoskopia
Diagnostyka,
10mÅ 3·108THz
jÄ…drowa
rentgenowska
terapia
0,1Å 3·107THz
rentgenowska i gamma
1Å 3·106THz
10Å 3·105THz
100Å 3·104THz
0,1µm 3·103THz
Światło widzialne
1µm 300THz Noktowizja
Grzejnictwo
10µm 30THz
Fale
0,1mm
3THz
submilimetrowe
1mm
300GHz
Fale milimetrowe
1cm 30GHz
Fale centymetrowe
10cm
3GHz
Fale decymetrowe
1m
300MHz
Telewizja
Fale ultrakrótkie
10m
30MHz
Fale krótkie
100m 3MHz
Fale średnie
1km 300kHz
Fale długie
30kHz
10km
Fale bardzo
3kHz
długie 100km
gamma
Promieniowanie
Medycyna
rentgenowskie
Promieniowanie
nadfioletowe
Promieniowanie
wanie
Promienio-
podczerwone
Mikrofale
mikrofalowa
Radiolokacja
Fale radiowe
indukcyjne
Grzejnictwo
Spektroskopia
Radiofonia
Radioastronomia
Metody teledetekcji
Akustyczne Radarowe Optyczne
(pasywne/aktywne) (pasywne/aktywne)
Radiowe Termowizyjne
(pasywne) (pasywne)
Opracowane w Instytucie Optoelektroniki WAT
przyrządy do zdalnego pomiaru wycieków metanu z sieci przesyłowych
Zdalny pomiar wycieków metanu ze śmigłowca.
IOE WAT
TECHNIKA MIKROFAL
PRACE STUDIALNO - DOÅšWIADCZALNE NAD OPRACOWANIEM METOD
I URZ
DZEC
DLA POMIARU PRZESTRZENNEGO ROZKA
ADU
TEMPERATURY W TKANKACH ŻYWYCH
- opracowanie modelu termografu mikrofalowego na
częstotliwość 2,9 GHz ze stabilizacją termiczną
regulowanego elektronicznie generatora szumów,
- opracowanie modelu termografu mikrofalowego na
częstotliwość 4,4 GHz,
- modelowanie i pomiary transmisji promieniowania
mikrofalowego w tkankach.
SYSTEMY TELEDETEKCYJNE
Przykłady czujników :
" SONAR - Sound Navigation and Ranging
" SODAR - Sound Detection and Ranging
" LASER - Light Amplification by
Stimulated Emission of Radiation
" LADAR  Laser Detection and Ranging
" LIDAR  Light Detection and Ranging
" RADIO AIDS FOR DEFENCE AND
RECONNAISSANCE
" RADIO DETECTION AND RANGING
NIETOPERZE
Są jedną z najbardziej interesujących przy tym mało znanych grup
ssaków. Niezwykłą cechą tych ssaków jest zdolność do echolokacji.
Zdecydowana większość gatunków nietoperzy w czasie lotu emituje
ultradz
więki, które jako echo wracają do ich uszu informując o
otoczeniu. Ten niezwykły "radar" został poznany przez naukowców
dopiero 50 lat temu.
ECHOLOKACJA
Echolokacja, sposób ustalania przez niektóre organizmy żywe swego położenia
względem otaczających je przedmiotów, polegający na wysyłaniu (do 150 kHz
a czasem więcej, są to tzw. piski ultradz
więkowe) i odbieraniu sygnałów
akustycznych odbitych od otoczenia.
Nietoperze w czasie lotu emitują średnio 20-30 impulsów na sekundę, natomiast
gdy zbliżają się do przeszkody ich liczba wzrasta do ok. 200. Potrafią bezbłędnie
odróżnić echo własnych dz
więków od innych, nawet o tej samej częstotliwości
(pochodzących np. od innych nietoperzy). Odbioru własnych sygnałów nie
zakłócają nawet hałasy otoczenia.
RADAR
Pierwszy polski radar NYSA-A (1953 rok)
600 MHz, szer. imp. 5 źs, częstotl. powt. imp. 100 Hz,
moc szczyt. 200 kW, moc śr. 100 W, szer. wiązki az. 12 st.
w el. 10 st., szybkość obrotów ant. od 0.5 do 5 obr/min
RADAR
RADAR
CYWILNE
WOJSKOWE
CYWILNE
WOJSKOWE
RADARY STOSOWANE W MASZYNACH
ROBOCZYCH
wykrywanie instalacji podziemnych
ROZPOZNANIE POLA WALKI
optymalizacja procesu wydobycia kopalin
RADARY W KOMUNIKACJI LOTNICZEJ
- wykrywanie
zamaskowanych
umocnień
RADARY W METEOROLOGII
- rozpoznanie terenu przy
wykorzystaniu samolotów
bezpilotowych itp. RADARY W KOMUNIKACJI MORSKIEJ
- wykrywanie ludzi oraz
obiektów w tym niskolecących
RADARY W KOMUNIKACJI L
DOWEJ
RADARY W BADANIACH GEOLOGICZNYCH
WYKRYWANIE MIN
RADARY W ARCHEOLOGII
RADARY W BADANIACH KOSMOSU
PRZESZUKIWANIE PRZESTRZENI
POWIETRZNEJ
RADARY W SPRZ
CIE RATUNKOWYM
poszukiwanie jam powietrznych przy zawałach ziemi
NIEKTÓRE NAZWY ANGLOJ
ZYCZNE RADARÓW
Meteorological Radar
Ground Penetrating Radar (GPR)
Land-based Radar
Through the Wall Penetrating Radar
Air-borne Radar
Automotive Radar
Maritime Radar
FIR Radar (FIR - Flight Interception Region)
Ship-borne Radar
Airport Surveillance Radar
Navy Radar
ATC Radar (ATC - Air Traffic Control)
Space-based Radar
Primary Radar (PR)
Space-borne Radar
Secondary Surveillance Radar (SSR)
Coastal Surveillance Radar
Podstawowe zadania radarów:
Podstawowe zadania radarów:
" wykrycie obecności obiektu
" pomiar parametrów obiektu:
odległość, prędkość, azymut
i kÄ…t elewacji
" śledzenie trasy obiektu
" klasyfikacja, rozpoznanie, identyfikacja
obiektu.
Zastosowania radarów
" Zadania
" Zasięg (od małego do pozahoryzontalnego - OTH)
" Rodzaj pracy (aktywny lub pasywny, a w tym EoO)
" Rodzaj sygnału sondującego
" Sposób przetwarzania sygnałów  danych
" Platformę na której radar jest zainstalowany 
radar lądowy, radar pokładowy morski, radar
morski, radar pokładowy ulokowany na statku
powietrznym, a w tym i na sterowcu oraz
bezpilotowym statku powietrznym  BSL (UAV),
radar na pokładzie satelity
" Mobilność (radary stacjonarne, transportowalne,
mobilne, przenośne)
" Konfiguracje (radar mono-, bi- oraz multistatyczny).
Przykład klasyfikacji radarów
RADARY
NAWIGACYJNE PIERWOTNE WTÓRNE METEO
IMPULSOWE Z FAL
CI
GA


L
DOWE SAMOLOTOWE MORSKIE
DALSZE PODZIAA
Y ZE WZGL
DU NA:
POKA
ADOWE
OBSERWACYJNE
" przeznaczenie,
" istotÄ™ funkcjonowania (np. r. koherentny)
POKA
ADOWE SYSTEMY
" zasięg,
WCZESNEGO
OSTRZEGANIA
" typ sygnału sondującego (HRR),
" odległość między systemem nadawczym,
POKA
ADOWE
a systemami odbiorczymi,
SYSTEMY TYPU SAR
" mobilność (w przypadku radarów
lÄ…dowych).
[GHz]
f 0,1 0,3 0,51248 10 20 40 100
VHF UHF L S C X Ku K Ka Milimetr.
A B C D E F G H I J K L M
 300 100 60 30 15 10 7,5 5 3,75 1,5 0,75 0,5 0,3
[cm]
Radary lądowe dalekiego zasięgu :
Radary lądowe dalekiego zasięgu :
" Wczesne ostrzeganie
" Kontrola obszaru powietrznego (FIR)
Radary lądowe i pokładowe średniego zasięgu :
Radary lądowe i pokładowe średniego zasięgu :
" Radary meteorologiczne
" Radary obserwacji powierzchni morza
" Radary obserwacji strefy lotniska
Radary lądowe i pokładowe bliskiego zasięgu:
Radary lądowe i pokładowe bliskiego zasięgu:
" Radary systemów kontroli lądowania
" Radary nawigacyjne
" Radary obserwacji płyty lotniska
" Radary geofizyczne
TECHNIKI LINII PRZESYA
OWYCH
CHARAKTERYSTYKI:
1. tłumienie
2. właściwości dyspersyjne
Linie przesyłowe:
1. kabel koncentryczny (do ok. 1 GHz)
2. linia mikropaskowa (do ok. 20 GHz)
3. falowód (do ok. 300 GHz)
4. światłowód
Generator
sygnału w postaci
f0
fali ciągłej
f0
fpcz
Generator Mieszacz
x
~
lokalny
Odbicie
wtórne
Filtr
rozpraszanie
pasmowy
Wzmacniacz
w.p.cz
dopplerowski
f0 Ä… fD
Procesor i układy
zobrazowania
fD
fpcz Ä… fD
Filtr
Mieszacz
pasmowy
Rys. Schemat blokowy radaru dopplerowskiego (radar pracujący na fali ciągłej - CW Doppler Radar)
obiekt
System nadawczy
wraz z systemem
odbiorczym
Rys. Istota aktywnego radaru monostatycznego
obiekt
kÄ…t
bistatyczny
sygnał bezpośredni
System System
nadawczy odbiorczy
Istota aktywnego radaru bistatycznego
wtórne dookólne
promieniowanie
obiektu
obiekt
 oświetlonego
przez obcy
system nadawczy
System
System
nadawczy
odbiorczy
(cudzy)
(własny)
Rys. Istota pasywnego radaru bistatycznego
COVERT Tx
PASSIVE Rx
PASSIVE Rx