Propozycja tematu doktoratu, grudzień 2015. Tytuł roboczy: Analiza i

Propozycja tematu doktoratu, grudzień 2015.
Tytuł roboczy: Analiza i symulacja odbicia sygnału radarowego od naturalnych i antropogenicznych
obiektów powierzchni Ziemi.
Radary bocznego wybierania z anteną syntetyzowaną SAR (Synthetic Aperture Radar) zaliczamy do
tzw. aktywnych systemów radarowych. Zasada ich działania polega na emisji promieniowania
elektromagnetycznego w postaci wiązki prostopadłej do kierunku lotu satelity. Następnie
promieniowanie odbite i rozproszone przez obiekty znajdujące się na powierzchni Ziemi jest
rejestrowane przez antenę odbiorczą, często ta sama co antena nadawcza . Ze względu na długość
fal, promieniowanie mikrofalowe ma zdolność przenikania przez chmury, mgły a nawet chmury
deszczowe, dzięki czemu informacje o pokryciu terenu można pozyskać w prawie każdych warunkach
atmosferycznych. Interpretacja obrazów radarowych nie jest tak jednoznaczna jak w przypadku
tradycyjnych obrazów rejestrowanych przez skanery satelitarne w zakresie widzialnym. Obraz
radarowy odzwierciedla własności promieniowania odbitego. Jest to to uzależnione od wielu
czynników, z których do najważniejszych należy długość fal emitowanych przez radar, właściwości
dielektryczne obserwowanych obiektów oraz tzw. chropowatość powierzchni.
Celem proponowanej pracy jest wykonanie analiz odbicia sygnału radarowego od wybranych
obiektów pokrycia terenu, których wynikiem będzie zbudowanie modelu symulującego radarowe
dane satelitarne. Zakres prac można podzielić na następujące etapy:
1. Przegląd literatury dotyczący różnych modeli polarymetrycznego współczynnika odbicia
(RCS radar cross section) jak również macierzy rozpraszania a także z literaturą dotyczącą
obserwacji SAR, metod odbioru sygnału i jego przetwarzania
2. Zapoznanie się z metodami symulacji obrazów SAR i rozwinięcie takiej symulacji
Implementacja, w programie symulacyjnym, współczynników RCS w funkcji właściwości
elektrycznych, szorstkości, uwzględnienia odbić wielokrotnych, polaryzacji itp., a także
metod przetwarzania sygnału.
3. Analiza i porównanie obrazów symulowanych z pomiarami rzeczywistymi używając
danych satelitarnych (ALOS, Sentinel -1, TerraSAR-X,…)
Znajomość fizyki propagacji fal elektromagnetycznych, ich oddziaływania z materią a także
posiadanie podstaw analizy sygnału będzie miało istotne znaczenie w toku rekrutacji doktoranta.
Wybrany kandydat będzie musiał opanować zasady działania systemów SAR oraz rejestracji obrazów.
Znajomość programowania w C/C++ lub MATLAB będzie również brane pod uwagę. Literatura
dostępna jest w języku angielskim.
Praca wykonywana będzie pod kierunkiem Prof. Wlodka Kofmana przy współpracy z Zespołem
Obserwacji Ziemi w Centrum Badań Kosmicznych PAN.