Object georeferencing in UAV-based SAR terrain images

• Autorzy: Łabowski M. , Kaniewski P. , Serafin P. , Wajszczyk B.

Identyfikatory

DOI

10.1515/aon-2016-0003

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Synthetic aperture radars (SAR) allow to obtain high resolution terrain images comparable with the resolution of optical methods. Radar imaging is independent on the weather conditions and the daylight. The process of analysis of the SAR images consists primarily of identifying of interesting objects. The ability to determine their geographical coordi-nates can increase usability of the solution from a user point of view. The paper presents a georeferencing method of the radar terrain images. The presented images were obtained from the SAR system installed on board an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The sys-tem was developed within a project under acronym WATSAR realized by the Military University of Technology and WB Electronics S.A. The source of the navigation data was an INS/GNSS system integrated by the Kalman filter with a feed-backward correc-tion loop. The paper presents the terrain images obtained during flight tests and results of selected objects georeferencing with an assessment of the accuracy of the method.

PL

Lotnicze zobrazowania terenu realizowane za pomocą radaru z syntetyczną aperturą pozwalają na uzyskanie wysokiej rozróżnialności porównywalnej z rozróżnialnością metod optycznych, mając jednocześnie nad nimi przewagę w postaci niezależności obserwacji od warunków pogodowych czy pory dnia. Proces analizy tak uzyskanych zobrazowań składa się przede wszystkim z identyfikacji interesujących obiektów. Możliwość określenia ich współrzędnych geograficznych pozwala na znaczące zwiększenie użyteczności tego rozwiązania z punktu widzenia potencjalnego użytkownika. W artykule przedstawiono metodę georeferencji zobrazowań terenu otrzymywanych za pomocą radaru z syntetyczną aperturą, który zainstalowano na pokładzie bezzałogowego statku powietrznego. System taki opracowano w ramach projektu WATSAR, zrealizowanego przez Wojskową Akademię Techniczną i WB Electronics S.A. Źródłem danych nawigacyjnych był system INS/GNSS, zintegrowany metodą filtracji pośredniej, z korekcją wstecz. W artykule zamieszczono radarowe zobrazowania terenu uzyskane podczas badań poligonowych systemu oraz wyniki georeferencji wybranych obiektów wraz z oceną dokładności wyznaczanego położenia.

Słowa kluczowe

EN

georeferencing; synthetic aperture radar; IMU; GNSS

• Wydawca: Polskie Forum Nawigacyjne
• Czasopismo: Annual of Navigation
• Rocznik: 2016
• Tom: No. 23
• Strony: 39--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łabowski M.

• Military University of Technology Kaliskiego 2 Str., 201-476 Warsaw, Poland

autor

Kaniewski P.

• Military University of Technology Kaliskiego 2 Str., 201-476 Warsaw, Poland

autor

Serafin P.

• Military University of Technology Kaliskiego 2 Str., 201-476 Warsaw, Poland

autor

Wajszczyk B.

• Military University of Technology Kaliskiego 2 Str., 201-476 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Cao F., Bao Z., Yuan J., Motion compensation for aerial SAR, 5th International Conference on Signal Processing Proceedings, Beijing 2000, pp. 1864–1867.
• [2] Gong X., Fang J., Analyses and comparisons of some nonlinear Kalman Filters in POS for airborne SAR motion compensation, International Conference on Mecha-tronics and Automation ICMA, 2007, pp. 1495–1500.
• [3] Konatowski S., Pieniężny T., A comparison of estimation accuracy by the use of KF, EKF and UKF filters, Computational Methods and Experimental Measurements CMEM, WIT Press Southampton, 2007, pp. 779–789.
• [4] Leria F., Trnka K., Fossen T., Johansen T., A light-Weight Thermal Camera Payload with Georeferencing Capabilities for Small Fixed-Wing UAVs, International Conference on Unmanned Aircraft System, 2015, pp. 485–494.
• [5] Liu L., Ozmu M., Encyclopedia of Database Systems, Springer, 2009.
• [6] Łabowski M., Kaniewski P., Serafin P., Inertial navigation system for radar terrain imaging, 2016 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), Savannah, GA, 2016, pp. 942–948.
• [7] Łabowski M., Kaniewski P., Konatowski S., Estimation of Flight Path Deviations for SAR Radar Installed on UAV, ‘Metrology and Measurement Systems’, 2016, Vol. 23, Issue 3, pp. 383–391.
• [8] Parker W., Discover the Benefits of Radar Imaging, ‘EJE Earth Imaging Journal’, 2012.
• [9] Samczynski P., Kulpa K., Non iterative map-drift technique, International Conference on Radar, 2008, pp. 76–81.
• [10] Samczynski P., Malanowski M., Gromek D., Gromek A., Kulpa K., Krzonkalla J., Mordzonek M., Nowakowski N., Effective SAR image creation using low cost INS/GPS, 15th International Radar Symposium (IRS), 2014, pp. 1–4.
• [11] Smith R., Introduction to Interpreting Digital Radar Images with TNTmips, Micro-Images Inc., 2012.
• [12] Wang B., Digital signal processing techniques and applications in radar image processing, John Willey & Sons, New Jersey 2008, pp. 155–160.
• [13] Wąż M., Problems with precise matching radar image to the nautical chart, ‘Annual of Navigation’, 2010, No. 16, pp. 149–164.
• [14] Xing M., Jiang X., Wu R., Zhou F., Bao Z., Motion compensation for UAV SAR based on raw radar data, ‘IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing’, 2009, Vol. 47, No. 8, pp. 2870–2883.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.