Slutsatser från användning av radarsensor på liten UAV

Författare:

  • Jan Svedin
  • Andreas Gustafsson
  • Anders Bernland
  • Per-Olov Frölind
  • Tomas Boman

Publiceringsdatum: 2019-12-20

Rapportnummer: FOI-R--4859--SE

Sidor: 25

Skriven på: Svenska

Forskningsområde:

  • Sensorer och signaturanpassning

Nyckelord:

  • FMCW
  • radarsensor
  • radarmätning
  • UAV
  • SAR
  • autofokusering
  • GNSS
  • RTK
  • positioneringssystem

Sammanfattning

Den här rapporten presenterar resultat och slutsatser från FOI:s fortsatta arbete med användning av en mindre radarsensor monterad på en liten UAV (med största nyttolast på omkring 0.5 kg) för SAR 1 -mätningar. Detta arbete har gjorts inom Försvars-maktens samlingsbeställning för forskning och teknikutveckling inom Sensorer och signaturanpassning (FoT SoS, AT.9220419). I denna rapport beskrivs hur ett tidigare utvecklat system förbättrats genom integration av en positionssensor med noggrannhet på omkring en centimeter. Härigenom kan SAR-bilder även genereras med data insamlade från krökta flygbanor (jämfört med tidigare begränsning till endast rakbanor), antingen oavsiktligt krökta (beroende på t ex kastvindar) eller avsiktligt för att möjliggöra andra SAR-moder (som t ex Interferometrisk SAR). Rapporten beskriver bl a hur vi framgångsrikt fokuserat radardata från en liten UAV med hjälp av loggade positionsdata insamlade från en krökt bana och med icke-konstant fart. Syften med det redovisade arbetet är:  Uppbyggnad av kompetens avseende konstruktion av radarfunktion för en mindre flygande plattform för att på sikt kunna specificera eller bygga ett flerkanaligt radarmätsystem, t ex för 3D-SAR  Att få kunskap om mätningar med radarsensor från en liten UAV  Att samla in mätdata för användning vid värdering och vidareutveckling av signalbehandlingsmetoder för radar och för datafusion i multisensorsystem  Att möjliggöra användning av radardata från godtyckliga flygbanor för använd plattform  Att med billig COTS-teknik bygga ett fungerande SAR-system för att operativt kunna ha flera sensorer för mindre sårbarhet För initiala test och utvecklingsarbete har som radarplattform i första hand använts en rälsbunden antennmätvagn tillgänglig vid FOI i Linköping. För skarpa mätningar och slutliga test har sedan använts den tidigare omnämnda lilla UAV:n. Mätscenerna har i båda fallen bestått av byggnader, fordon etc samt ett antal utplacerade hörnreflektorer som referensmål. En generell slutsats som kan dras från mätresultaten är att kvalitén i genererade SARbilder är överraskande god beaktat den typ av lågkostnadsutrustning som använts. Detta gäller för både för raka banor utan positionssensor och för krökta banor och/eller banor med icke-konstant fart med användning av data från positionssensorn. Ytterligare förbättrad fokusering har tidigare visats uppnåelig med utnyttjande av autofokusteknik.