Dissertationen - DGK

88 5. Analyse der Straßenextraktion für SAR-Bilddaten
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Abbildung5.9. Abbildung bewegter Fahrzeuge in SAR-Bilddaten (nach Ender (2003))
Ortsraum ergibt sich dadurch ein schmales, fokussiertes Bild. Der Prozess der Prozessierung eines
unbewegten Punktstreuers in Azimut wird in Anhang A.4 ausführlicher beschrieben.
Die Bewegungskomponente in Entfernungsrichtung vy0 (Abbildung 5.9, Fall 2) verursacht eine Änderung
des Entfernungsverlaufs. Bei einer konstanten Objektgeschwindigkeit vy0 wird zu dem Entfernungsverlauf
eines stationären Ziels zusätzlich eine lineare Entfernungskomponente addiert, die proportional
zu der Projektion des Geschwindigkeitsvektors in die Blickrichtung (line-of-sight) des Sensors
vlos = vy0 ·sin θloc ist, mit θloc als lokalem Einfallswinkel. Durch die Entfernungsänderung kommt es zu
einem Versatz in Azimut im fokussierten Bild. Der Versatz in Azimut ∆az eines sich in Entfernungsrichtung
bewegenden Objektes ergibt sich aus der Geschwindigkeit des Objektes in Blickrichtung vlos
gegenüber der angenommenen Geschwindigkigkeit zwischen dem Sensor und der Szene vrel und der
Entfernung zum Sensor R
∆az = −R · vlos
(5.1)
Bei einer sehr schnellen radialen Bewegung können Frequenzen, die außerhalb des von der PRF definierten
Frequenzbereichs liegen, durch Aliasing auf der anderen Seite des PRF-Bandes wieder auftauchen
(Abbildung 5.9, Fall 5 und 6). Fahrzeuge werden dann an einer zusätzlichen Stelle mit geringerer Intensität
abgebildet.
Bei einer Bewegungskomponente in Flugrichtung vx0 ändert sich die relative Geschwindigkeit zwischen
dem SAR-Sensor und dem Objekt. Dies führt zu einer Änderung der Frequenzmodulationsrate eines
bewegten Objektes in Flugrichtung FMbew mit der Geschwindigkeit vx0, die durch folgenden Zusam-
menhang gegeben ist
vrel
FMbew = FM 1 − vx0
2 , (5.2)
vB
wobei vB die Geschwindigkeit des Radarstrahls am Boden ist. Bei einer parallelen Bewegung in Azimutrichtung
(Fall 3) führt dies zu einem flacheren Frequenzverlauf in Azimut, während eine Komponente
antiparallel zur Azimutrichtung zu einem Anstieg des Frequenzverlaufs führt (Fall 4). Bleibt die parallele
Bewegung des Objekts im Matched-Filter unberücksichtigt, führt dies zu einer unvollständigen
Fokussierung eines Punktstreuers und zu einer Verschmierung in Azimutrichtung. Ein Fahrzeug wird
näherungsweise um das Zweifache der Distanz verschmiert, die es während des Beleuchtungszeitraums