Лакросс / С.О.Л.О.!! -- Сезон Охоты на Лакроссов Открыт !!

[Старый]

"ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СПУТНИКОВ RHYOLITE, MAGNUM, MENTOR" [PDF]
Меня всегда удивляло почему авторы данных работ не проверяют свои методики по спутникам с известным внешним видом.

[dmdimon]

да, это я не подумав ляпнул.

[volod]

Меня всегда удивляло почему авторы данных работ не проверяют свои методики по спутникам с известным внешним видом.

Потому что, обычно такие работы кому то нужны и заказчик не всегда в восторге от того, что это будут читать чужие...

А вообще, такие публикации есть, но они обычно в журнальном виде.
Ну например что то типа: Lopachenko V.V., A.V. Shulga, N.I. Koshkin, E.B. Vovchik, V.P. Epishev, S.Ryschenko. Assessment of the SC "EgyptSat-1" according to the results of observations using optical instruments of the Ukraine. International Conference "Astronomical Research: from Near-Earth  Space to the Galaxy", Mykolaiv, September 26-29, 2011, p.37

[volod]

А вообще, фотометрия это очень неоднозначная штука. Даже зная форму и имея картинку (панельки там торчат известно куда) не всегда по профилю можно построить ориентацию. Хотя бы например потому, что фиг поймешь как эта железяка крутиться - по часовой, или против...

С фотометрией необходимо набирать статистику, вычислять ориентацию, потом накладывать статистику и гадать что это может быть. По одной или даже паре кривых получить что то вразумительное очень сложно...
А уж по непонятно какой форме да на низкой орбите (интервал мал, относительно всех вариантов)... Можно, но долго и сложно.  :roll:

[Ded]

Очено маловероятно, скорее - нет.

А можно чуть подробнее?

2 Lupus_sat - честно говоря не понял пользы от многоканальной фотометрии при условии металлической поверхности спутника...

Вы о "философском вопросе"?
Мое мнение. Высокое разрешение получается на сцене порядка 15 на 15 км. Снята движущаяся цель. Информация передается куда-то . Радиус зона радиовидимости с высоты Лакросса около 2800 км.

Где размещается средство поражения? Если прямо над колонной - то не нужен Лакросс. Если вне зоны ПВО - то это большое время для выхода на удар. Колонна может оказаться очень далеко или уже выстрелить.

ИМХО - космическая разведка это стратегическое средство.

[Ded]

Да совсем забыл. Еще есть вероятность попадания колонны в поле зрения.

[Stalky]

Сталки Старому, Кажется, я что-то упустил - какова связь разрешения РСА с наклонением орбиты? Поясните, пож-ста.

Старый: Считается что движение спутника против вращения Земли увеличивает относительную скорость и усиливает доплеровский эффект на котором работает РСА.

Так, ладно, заколебался картинки рисовать. С трудом всё вспоминается. Дайте ссылку, плиз.
Но имхо это какая-то шняга, поэтому так заинтересовался.
 
Старый: Какую картинку? Как вертится Земля?

Ну вот, стоит только отойти на пару минут, как Старый начинает грубить. Ну что за человечище!!! Обожаю!!!

Да, в том числе и как вертится Земля. А как ещё прикажете вспомнить/вывести аналитику для траекторного сигнала в зависимости от параметров относительного движения цель-КА, в том числе, и в зависимости от такого параметра как наклонение орбиты КА?

Или ни у кого кроме меня невнятность приведенного объяснения причины выбора такой орбиты вопросов не вызывает?

Невнятность ИМХО состоит в том, что даже качественный анализ (рисунки и малость самых простых формул)относительного движения показывает, что на ретроградной орбите спектр доплеровских частот расширяется, НО одновременно уменьшается время синтезирования*

* - относительно точно такого же КА на прямой "зеркальной" орбите и при строго боковом обзоре.

Что это может означать?

Результат процедуры согласованной фильтрации траекторного сигнала - "сжатие" накопленного сигнала по его базе. Для азимутальной составляющей база сигнала = время синтезирования умножить на ширину доплеровского спектра. Что? Вопросов не возникает? Что тут перевешивает? До сих пор всем всё очевидно?

Что касается, что это те же Лакроссы, то это вряд ли. Другая высота => другая антенна и другая структура сигнала. Могут быть на элементном и блочном уровнях очень похожи - это другое дело. в этом смысле они все друг на друга  похожи.

Старый: Принцип РСА никак не связан с высотой орбиты. При увеличении высоты требуется лишь увеличить мощность/чувствительность.

Так и подмывает спросить о надписи на заборе..., но спрошу иначе.
Старый, Вам когда-нибудь нравоучительным тоном давали советы как чистить ёршиком трубки ПВД (их ведь ёршиком чистят-я точно знаю)?


Принцип РСА связан, кроме всякого прочего, с движением. От высоты орбиты зависит диапазон рабочих наклонных дальностей до целей  и характер их изменения во времени => закон изменение радиальных скоростей цель-КА => закон изменения фазы сигнала и его допплеровской частоты . Другие условия наблюдения, другой траекторный сигнал, другие условия однозначности по дальности и азимуту( весьма противоречивые). Стало быть, если Вы существенно увеличили высоту ( а FIA существенно выше Лакросса летает), то, чтобы, например, соблюсти однозначность в азимутальном и дальномерном каналах Вам наверняка нужно будет переустаканить (по сравнению с более низкой орбитой) и размеры антенны, и параметры зондирующего сигнала. Так что одним увеличением мощности/чувствительности не обойтись(хотя даже и это делает прибор другим). Они похожие, но разные, типа как мы с Вами,понятно, Старый?

[Старый]

Вам нужно будет переустаканить

Не нужно.

Они похожие, но разные, типа как мы с Вами,

Но переустаканивать то не пришлось?

[Stalky]

Вам нужно будет переустаканить

Не нужно.

Они похожие, но разные, типа как мы с Вами,

Но переустаканивать то не пришлось?

Слабовато.

Ссылку я дождусь?

Старый, почему бы Вам как ветерану Куликовской битвы(форума) не завести веточку типа существующей: Возможности оптики косморазведчиков ->  Возможности РСА косморазведчиков?

Мне? Мне не по чину, я на этом форуме даже не кадет.

[G.K.]

Да, в том числе и как вертится Земля.

Можно посмотреть в жсаттреке (в 2Д точно, в 3Д не уверен), или в Орбиторе (в 3Д точно, есть трудности с выведение, но су-17 туда можно отправить точно ) . Если захотите посмотреть и чётко объясните, что именно надо- могу попробовать...

До сих пор всем всё очевидно?

Нет.

[G.K.]

Мне? Мне не по чину, я на этом форуме даже не кадет.

откройте спокойно, тут не возбраняется открывать темы и новичкам.

[Старый]

Старый, почему бы Вам как ветерану Куликовской битвы(форума) не завести веточку типа существующей: Возможности оптики косморазведчиков ->  Возможности РСА косморазведчиков?
 

Проблема в том что я не разбираюсь в РСА так хорошо как в оптике. Я тут даже пару раз пытался добиться разъяснений как именно синтезируется апертура, но увы...

[Stalky]

Старому. Старый, почему бы Вам как ветерану Куликовской битвы(форума) не завести веточку типа существующей: Возможности оптики косморазведчиков -> Возможности РСА косморазведчиков?

Старый.
Проблема в том что я не разбираюсь в РСА так хорошо как в оптике. Я тут даже пару раз пытался добиться разъяснений как именно синтезируется апертура, но увы...

Вот они - злонравные плоды нынешнего воспитания(с).

Извините, это не про Вас, а про факт двадцатилетнего отсутствия на орбите отечественного РСА. Скоро останутся только те, кто про них только слышал.

Что же касается Вашего вопроса о том как синтезируется апертура.

Путь 1.
Уверен, что у Вас не вызывает сложностей восприятие широко известного факта обратной пропорциональности  углового разрешения антенны и её  размеров?
Чем больше антенна, тем выше угловое разрешение. Как добиться высокого углового разрешения в ситуации, когда создать реальную антенну громадных размеров невозможно? Подумали и придумали как можно создать виртуальную антенну соответствующих размеров - методы апертурного синтеза или, иначе, методы синтезирования апертуры.

СУТЬ СИНТЕЗИРОВАНИЯ антенны с большой апертурой - её ИМИТАЦИЯ маленькой антенной путём выполнения ею последовательных во времени и пространстве замеров амплитудно-фазового распределения (АФР) поля, создаваемого принимаемым от цели сигналом, по раскрыву имитируемой антенны.


В чём состоит имитация?

Реальная антенна обрабатывает сигнал от цели мгновенно и обеспечивает угловое разрешение согласно известных дифракционных ограничений
(R на длину волны)/ L .

А наша маленькая делает это не мгновенно, а в течении некоторого времени (некоторого количества конечных промежутков времени), повторяя один и тот же зондирующий сигнал много раз  - замеряя и запоминая отраженный целью сигнал в разных точках раскрыва синтезируемой антенны.

Чтобы она могла это осуществить она должна:

- двигаться;
- на периоде синтезирования должны выполняться условия сохранения пространственно-временной когерентности сигнала от цели, и

кроме того нужно:
- точно знать своё положение в пространстве и времени относительно цели.

Движение обеспечивается понятно как. Знание местоположения во времени тоже понятно. Пространственно - временная когерентность обеспечивается наличием на борту эталонного источника частоты, структурой зондирующего сигнала и характерным временем когерентности цели**.

Зачем двигаться? Затем, что нужно замерить параметры отраженного сигнала в разных точках по всему раскрыву синтезируемой/имитируемой антенны.

Зачем когерентность? Необходимое условие эквивалентности реальной апертуры её имитации. Это условие обеспечивает нам одинаковость мгновенного АФР поля в раскрыве реальной антенны  и виртуального АФР поля, которое мы получаем в результате множества последовательных во времени замеров в разных точках раскрыва имитируемой антенны.

Зачем знать своё положение в пространстве и времени? Затем, чтобы было можно рассортировать множество сигналов от множества разных целей по соответствующим ячейкам элементов разрешения "азимут-дальность".
Это уже как бы вторая часть марлезонского балета - получение не просто узкой диаграммы направленности, а формирование изображения. Большая антенна с узкой диаграммой направленности получает изображение путем последовательного сканирования узким лучом просматриваемого пространства/поверхности. Наша маленькая антенна-имитатор своим широким лучом не сканирует, но результат в виде изображения получает такой же. Как?
Дело в том, что в зависимости от взаимного положения/относительного движения "цель-антенна" закон изменения принимаемого сигнала для каждого элемента "азимут-дальность" - так называемый "траекторный сигнал"  - индивидуален. Если мы знаем как меняется положение антенны в пространстве и во времени относительно цели, то мы можем рассчитать траекторные сигналы для каждого элемента "азимут-дальность" и отличить их друг от друга. Это можно трактовать  как синтез большой апертуры с одновременным электронным сканированием её узким лучом в пределах широкого луча антенны-имитатора. Или как синтез большой апертуры для каждого элемента "азимут-дальность". Или как фильтрацию сигналов, принятых от разных целей, по закону изменения фазы зондирующего сигнала в зависимости от движения цели относительно антенны (или по закону изменения производной от  фазы - частоте Доплера).


Некоторые пояснения:  - ДНА (в дальней зоне) есть преобразование Фурье* от АФР поля по раскрыву антенны. Померив поле маленькой антенной  в разных точках раскрыва имитируемой антенны и определив АФР мы несложным математически-вычислительным образом определим/синтезируем её ДНА.

* - в космических РСА (для очень больших синтезируемых апертур) есть особенность - набег фазы по апертуре квадратичен и более корректно использовать интеграл не Фурье, а Френеля (то есть учитывать сферичность волны) - тогда получается cфокусированная антенна с преславутым разрешением по азимуту > = D/2, которое не следует воспринимать уж так буквально, иначе, например, при случае не понять как с такой формулой при антеннах размером в 10-15 метров получают разрешение в десятые доли метра. Надежнее пользоваться выражением

( R на длину волны)/ 2Lсинт

и ничего там не сокращать даже если руки чешутся.
Здесь R - наклонная дальность,
Lсинт - размер синтезированной апертуры.

Если работаем только в дальней зоне (учитываем только линейный набег фазы, то есть считаем волну плоской), то сгодится и Фурье, но синтезированная антенна будет не сфокусированной и предельное разрешение по азимуту составит :

>= 0,707 квадратного корня из произведения R на длину волны.


** - последнее уже от прибора не зависит. Например, характерное время когерентности гидрометеоров*** на длинах волн Х-диапазона порядка 10 мс. Ровно поэтому шквалы, грозовые дождящиеся облака и т.п. дают на радиолокационных изображениях РСА Х-диапазона мощную засветку (это кстати и к вопросу все ли РСА так уж всепогодны как это принято считать широкими массами трудящихся).

*** - строже - время когерентности сигнала отраженного гидрометеором.


Появление всякого нового явления/метода вызывает появление большого числа объяснений. Каждому ведь кажется, что тот путь, которым он дошёл до понимания - наилучший. Поэтому и работа РСА описываетя разнообразными подходами:

- доплеровский ( первый по времени в активной радиолокации в форме концепции "допплеровского обужения луча" (Doppler beam sharpening-concept) , но не первый в изложении принципа синтезирования апертуры вообще);
- антенный (в первом приближении это то, что я привел выше как пример, поясняющий суть синтеза апертуры);
- согласованной(оптимальной) фильтрации траекторного сигнала (ИМХО наиболее подходящий сегодняшнему дню - из-за взрывного характера развития вычислительных возможностей и координатно-временного обеспечения за последние двадцать лет);
- пространственно-частотный;
- голографический.

Несколько особняком стоит описание метода апертурного синтеза в радиоастрономии. Но суть там ровно та же - имитация большого малым. Только у радиоастрономов нет собственного эталонного источника когерентности и зондирующих сигналов они не излучают. Зато используют интерферометры( в том числе, РСДБ - радиоинтерферометры со сверхдлинными базами) , которые позволяют измерять взаимную когерентность принимаемых антеннами интерферометра сигналов от одного и того же источника. Измерив взаимную когерентность сигналов в разных точках  раскрыва имитируемой антенны (для чего меняются базы интерферометров - расстояния между антеннами и  ориентация баз относительно исследуемого источника) можно восстановить (опять же с использованием преобразования Фурье) распределение яркости по источнику с пространственным/угловым разрешением обратно пропорциональным размеру самой большой базы. В случае с Радиоастроном, например, максимальная база = порядка 300 000 км.


Замечу, все - правильные и ни разу не противоречивые. И ещё замечу, что доплеровский подход - был самым распространенным, но, вообще-то, работу РСА можно исчерпывающим образом описать и не использовав ни разу не то, что словосочетания "доплеровская частота", а и самого понятия. Просто во многих случаях с доплером удобнее. Ну и поскольку антенна "зонд-имитатор" реально движется, то они и в натуре присутствуют(производная от фазы), а вот имитируемая/синтезируемая антенна в принципе никуда не движется и никакого допплера в ней нет - только набег фазы по апертуре.:oops:


Путь 2.
Как человеку не чуждому оптике Вам должна быть не чужда и голография. РСА - принципиально голографический инструмент. Чтобы понять как он работает - синтезирует апертуру - найдите описание работы оптического процессора РСА.  ИМХО - это наиболее наглядный путь понимания не просто сути метода, но и тонких его нюансов.

Ex:  http://kaf401test.rloc.ru/articles/4/23/ Но это так - навскидку.

На порядок лучше в книге: Кондратенков, Фролов. Радиовидение. М,. Радиотехника, 2005.

[Stalky]

Да, в том числе и как вертится Земля.

Можно посмотреть в жсаттреке (в 2Д точно, в 3Д не уверен), или в Орбиторе (в 3Д точно, есть трудности с выведение, но су-17 туда можно отправить точно ) . Если захотите посмотреть и чётко объясните, что именно надо- могу попробовать...

До сих пор всем всё очевидно?

Нет.

Спасибо, дайте ссылки на ресурсы, пожалуйста. Интересно, что это такое.

Что нужно? Нужны зависимости траекторного сигнала от параметров относительного (относительно Земли) движения КА, ориентации КА, геометрии обзора  и так далее. Но это я уже всё или нашел или нарисовал. Просто формулы  здоровенные заразы и до хрена их.

[ОАЯ]

Очевидно, до слов «преобразования Фурье», каждый совершенно спокойно представляет себе как получается исходный сигнал с антенны. Но представить дальнейшую обработку сигнала достаточно трудно. Поэтому для совсем не подготовленных позволю порекомендовать три простых статьи (поверьте, математическая обработка – это очень интересно) :
http://websound.ru/articles/theory/fft.htm
http://inter-geo.org/Study/Seismic/Frequency/Fourie.php?lang=ru
http://habrahabr.ru/post/113642/  до слов «напишем что-нибудь»

[Старый]

Пояснение - ДНА есть преобразование Фурье* от амплитудно-фазового распределения поля по раскрыву антенны.

Вот на уровне физического смысла кто бы объяснил...

Померив маленькой антенной АФР в разных точках имитируемой антенны мы несложным математически-вычислительным образом синтезируем ДНА большой антенны.

Вот на уровне физического смысла кто бы объяснил как это происходит.
 Радиоволна ведь не знает что некто Френель изобрёл свой интеграл а некто Фурье - свой ряд. Как физически принятый радиосигнал преобразуется в изображение?

Я, кстати, знаю САР которые работали в век отсутствия бортовых компьютеров и привозили изображения снятые на фотоплёнку.

А наша маленькая делает это не мгновенно, а в течении некоторого времени (некоторого количества конечных промежутков времени).

Угу, а в течение какого именно промежутка времени?

Чтобы она могла это осуществить она должна:
- двигаться;
- точно знать своё положение в пространстве и времени;
- на периоде синтезирования должны выполняться условия сохранения пространственно-временной когерентности сигнала от цели.

Это всё известно, учебников я слава богу прочитал штуки 4. Объясните как физически радиосигнал преобразуется в изображение?

- допплеровский ( первый по времени в активной радиолокации в форме концепции "допплеровского обужения луча" (Doppler beam sharpening-concept) , но не первый в изложении принципа синтезирования апертуры как имитации вообще);

Именно этим пониманием я и руководствуюсь, но както не всё в нём сходится.

Как человеку не чуждому оптике Вам должна быть не чужда и голография.

Увы, чужда.

[Старый]

По доплеровскому принципу у меня такая непонятка: каким образом получается высокое разрешение поперёк снимаемой полосы?

[Stalky]

Старый: По доплеровскому принципу у меня такая непонятка: каким образом получается высокое разрешение поперёк снимаемой полосы?

Старый, ку-ку, поперёк снимаемой полосы высокое разрешение обеспечивает дальномерный канал - путем измерения времени задержки зондирующего импульса

Rнд =Сtи/2 или

Rнд = C/2дельта F,

где Rнд - наклонная дальность, С -скорость света, tи - длительность импульса и дельта F - ширина полосы зондирующего сигнала (для широкополосных сигналов).

Разрешение поперёк линии пути (по поверхности Земли)

Re = Rнд/sin(угла падения)

PS Вот на фотопленку, про которую Вы выше упоминали, и пишут лазерным лучом, модулируемым и управляемым сигналами с выхода приемника: сначала радиоголограмму - поперёк пленки дальность, вдоль плёнки -траекторный сигнал (пропорционален изменению Fдоп), затем(после проявки) просвечивая эту пленку коллимированным лазерным светом(через диафрагму-эквивалент Lсинт) и используя первичную плёнку как дифракционную решетку пишут на вторую пленку собственно радиолокационное изображение.

Старый: Это всё известно, учебников я слава богу прочитал штуки 4. Объясните как физически радиосигнал преобразуется в изображение?

Я никак не вкурю: Вы что делаете: прикалываетесь  или меня тестируете, или ленитесь?

С учётом изложенного в предыдущих постах имеем следующее:

- пользуясь тем, что траекторные сигналы разных целей индивидуальны мы можем их различать и выделять сигналы от каждого элемента "азимут-дальность". Что мы и делаем, формируя по итогу  матрицу "азимут- дальность",  в каждой ячейке которой хранится некоторое число пропорциональное интенсивности или амплитуде  сигнала.

А дальше как Вам угодно будет: хотите выводите на экран монитора -  сопоставив яркость каждого его пиксела отдельному элементу матрицы, хотите печатайте фотографии, хотите читайте распечатку вслух или про себя и наносите данные вручную цветными карандашами на миллиметровую бумагу... Очень физично получится.

[Старый]

Старый, ку-ку, поперёк снимаемой полосы высокое разрешение обеспечивает дальномерный канал - путем измерения времени задержки зондирующего импульса

Собственно я так и думал. И даже успел гдето здесь написать - развёртка поперёк полосы производится по времени а вдоль полосы - по доплеровскому сдвигу. Просто получается какоето уж слишком высокое разрешение - порядка метра. Это сколько ж в микросекундах?
 Ну если так то тогда легче.

[Старый]

Сталки, тогда вопрос (и основная проблема) такой:
 Если допустим аппарат снимает полосу шириной 15 км то время развёртки поперёк полосы гдето 1/10000 секунды. Двигаясь со скоростью 7000 м/сек спутник за это время пройдёт чуть менее метра. Получается какаято слишком уж маленькая синтезированная апертура. Чувствую что тут чтото не так но не пойму что.