ES2913152T3 - Procedimiento de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre y dispositivo de radar de apertura sintética - Google Patents

Procedimiento de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre y dispositivo de radar de apertura sintética Download PDF

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Abstract

Procedimiento de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre (GR) a través de un equipo (1) de radar sobre al menos un objeto volante que se mueve en una dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR), en donde el equipo (1) de radar en el funcionamiento de emisión emite impulsos (RP1, RP2) de radar y en el funcionamiento de recepción recibe los ecos de radar de estos impulsos (RP1, RP2) de radar reflejados en la superficie terrestre (GR), en donde - en el funcionamiento de emisión se emiten primeros y segundos impulsos (RP1, RP2) de radar de manera alterna en momentos de emisión consecutivos mediante el equipo (1) de radar, en donde un primer impulso (RP1) de radar respectivo presenta una primera polarización (H) de emisión y se emite con un diagrama de radiación que cubre un primer ancho (B1) sobre la superficie terrestre (GR) en la dirección (y) de alcance en perpendicular a la dirección azimutal (x), y en donde un segundo impulso (RP2) de radar respectivo presenta una segunda polarización (V) de emisión, que es diferente a la primera polarización (H) de emisión, y se emite con un diagrama de radiación que cubre un segundo ancho (B2) sobre la superficie terrestre (GR) en la dirección (y) de alcance, en donde el primer ancho (B1) se corresponde con una primera franja (SW1) en la dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR) y el segundo ancho (B2) se corresponde con una segunda franja (SW2) en la dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR), en donde la primera franja (SW1) contiene toda la segunda franja (SW2) y el segundo ancho (B2) es menor que el primer ancho (B1); - en el funcionamiento de recepción, en una primera polarización (H) de recepción y en una segunda polarización (V) de recepción, los ecos de radar de los primeros y segundos impulsos (RP1, RP2) de radar se reciben mediante el equipo (1) de radar, por lo que se forman de un primer a un cuarto canal (P1, P2, P3, P4) de polarización, en donde el primer canal (P1) de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos (RP1) de radar recibidos en la primera polarización (H) de recepción, el segundo canal (P2) de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos (RP1) de radar recibidos en la segunda polarización (V) de recepción, el tercer canal (P3) de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos (RP2) de radar recibidos en la primera polarización (H) de recepción y el cuarto canal (P4) de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos (RP2) de radar recibidos en la segunda polarización (V) de recepción; - los ecos de radar recibidos se digitalizan y, mediante conformación de haz digital, a partir de los ecos de radar recibidos se determinan varios registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR, que al menos comprenden: i) un primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización; ii) un segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal (P1, P2) de polarización no utilizado en el primer registro (DS1) de datos brutos SAR de entre el par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), o que contiene los ecos de radar del tercer canal (P3) de polarización para todo el segundo ancho (B2); iii) un tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre y dispositivo de radar de apertura sintética
La invención se refiere a un procedimiento de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre, así como a un dispositivo de radar de apertura sintética correspondiente.
Los sistemas SAR ( = Synthetic Aperture Radar) permiten la teledetección de la superficie terrestre a través de la detección de impulsos de radar reflejados en la superficie terrestre que se emiten desde un equipo de radar que se mueve con velocidad constante por encima de la superficie terrestre en una denominada dirección azimutal. El término superficie terrestre debe entenderse a este respecto de forma amplia y, dado el caso, puede referirse también a la superficie de otro cuerpo celeste (preferiblemente otro planeta) distinto de la Tierra.
Los ecos de radar recibidos con un sistema SAR se transforman en datos brutos SAR digitales que, para una pluralidad de los impulsos de radar emitidos que están correlacionados con posiciones azimutales correspondientes, contienen en cada caso barridos de datos para una pluralidad de las denominadas posiciones de alcance que representan diferentes distancias entre la superficie terrestre y la dirección azimutal, y por lo tanto representan ecos de radar desde diferentes direcciones. Las posiciones de alcance pueden indicarse como el denominado alcance inclinado (slant-range) o como el denominado alcance al suelo (ground-range) o distancia al suelo. El rango inclinado se corresponde a este respecto con la distancia del equipo de radar con respecto a la superficie terrestre en la dirección desde la que se recibe un eco de radar. El alcance al suelo se corresponde con la proyección del alcance inclinado hacia la superficie terrestre. Ambas magnitudes pueden convertirse la una en la otra.
En los sistemas SAR convencionales existe el problema de que el equipo de radar al emitir un impulso de radar respectivo no puede recibir ningún eco de radar. Esto lleva a que pueda detectarse una franja continua desde la superficie terrestre solo hasta un ancho determinado en la dirección del alcance al suelo. En otras palabras, surgen las denominadas zonas ciegas (en inglés: blind ranges) en posiciones de alcance en las cuales, al recibir el eco de radar, se ha emitido en ese momento un impulso de radar. Aunque el ancho de la franja continua puede aumentarse mediante una reducción de la frecuencia de repetición de impulsos durante la emisión de los impulsos de radar, sin embargo esto produce un empeoramiento de la resolución azimutal de las imágenes SAR obtenidas a partir de los datos brutos SAR.
Para garantizar la detección de una franja ancha con buena resolución azimutal se conocen los denominados sistemas SAR multihaz. Estos sistemas comprenden, como equipo de radar, una antena plana con una pluralidad de elementos de antena o una antena reflectora con un conjunto ordenado de elementos de antena de alimentación (también denominado conjunto ordenado de alimentación). De este modo pueden separarse ecos de radar de diferentes impulsos de radar que se reciben simultáneamente desde direcciones distintas de la superficie terrestre. Para ello se utiliza conformación de haz digital en elevación (es decir, lateral y oblicuamente hacia abajo con aproximadamente 90° con respecto a la dirección de vuelo). Mediante esta conformación de haz digital, con varios lóbulos de radiación de recepción o haces se registran los ecos de radar de diferentes impulsos. La conformación de haz digital se lleva a cabo después de la digitalización de los ecos de radar recibidos y proporciona los datos brutos SAR mencionados al principio.
Para evitar zonas ciegas, por el estado de la técnica se conoce además variar la frecuencia de repetición de impulsos de los impulsos de radar emitidos en un sistema SAR, como por ejemplo el sistema SAR multihaz anteriormente descrito. Esto tiene como consecuencia que no se forme ninguna zona ciega continua a lo largo de la dirección azimutal, sino que las zonas ciegas están desplazadas unas respecto a otras en la dirección de alcance. Con procedimientos de cálculo adecuados, estas zonas desplazadas pueden interpolarse de modo que se detecte una franja ancha continua de la superficie terrestre. Los sistemas SAR multihaz con frecuencia de repetición de impulsos variable se denominan por regla general también SAR escalonados.
Los sistemas SAR pueden estar diseñados como sistemas polarimétricos simples (en inglés: single-polarimetric o single-pol). A este respecto, los impulsos de radar se emiten siempre con la misma polarización de onda (por ejemplo, horizontal o vertical) y se reciben en una polarización de onda individual. Por regla general, la polarización de emisión durante la emisión se corresponde con la polarización de recepción durante la recepción. Sin embargo, la polarización durante la recepción, dado el caso, puede ser también diferente a la polarización durante la emisión de los impulsos de radar.
Además, en el estado de la técnica hay sistemas SAR con varias polarizaciones. En tales sistemas, los ecos de radar se reciben en diferentes polarizaciones y, dado el caso, los impulsos de radar se emiten también con diferentes polarizaciones. En un denominado sistema SAR polarimétrico dual (en inglés: dual-polarimetric o dualpol), los impulsos de radar se emiten normalmente con la misma polarización (por ejemplo, horizontal); sin embargo, se reciben en dos direcciones de polarización ortogonales (por ejemplo, horizontal y vertical). De este modo surgen dos canales de recepción independientes en ambas direcciones de polarización.
Además existen los denominados sistemas SAR polarimétricos cuádruples (en inglés: quadrature-polarimetríc o quad-pol), que con frecuencia también se denominan sistemas SAR completamente polarimétricos. Estos sistemas emplean dos polarizaciones diferentes en la emisión de los impulsos de radar. En otras palabras, los impulsos de radar se emiten de manera alterna en ambas polarizaciones diferentes, en donde las polarizaciones por ejemplo son horizontal y vertical. En la recepción de los ecos de radar, estos a su vez se detectan a través de dos canales de recepción con dos polarizaciones diferentes, en donde se emplean al menos las mismas polarizaciones que en la emisión. Por ello surgen cuatro canales de polarización para los ecos de radar recibidos.
Con un sistema de radar SAR polarimétrico dual o cuádruple se obtienen por consiguiente datos brutos SAR para varios canales de polarización. En el caso de que en un sistema SAR polarimétrico dual la polarización de emisión coincida con una de las polarizaciones de recepción, existe a este respecto un canal de polarización copolar en el que la polarización del impulso de radar emitido se corresponde con la polarización en la recepción. Además, en este caso hay un canal de polarización cruzada en el que la polarización en la recepción es diferente a la polarización empleada en la emisión de los impulsos de radar. A diferencia de esto, en un sistema SAR completamente polarimétrico existen cuatro canales de polarización. En el caso de que se empleen las mismas polarizaciones de emisión y de recepción, existen dos canales de polarización copolares, en los cuales las direcciones de polarización de las señales de radar emitidas y recibidas son idénticas, así como dos canales de polarización, de polarización cruzada, en los cuales las polarizaciones en la emisión y en la recepción difieren.
Con frecuencia en los sistemas SAR se emplean ondas polarizadas en horizontal y vertical con varias polarizaciones. En la polarización horizontal, el vector de campo eléctrico de la radiación de radar discurre en paralelo a la dirección azimutal. En la polarización vertical, el vector de campo eléctrico de la radiación de radar es perpendicular a la dirección azimutal. Estas polarizaciones se denominan por regla general con las letras “ H” (para horizontal) y “V” (para vertical), respectivamente. Los canales de polarización copolares tienen a este respecto la denominación HH o VV. A este respecto, HH significa que el impulso de radar emitido está polarizado en horizontal y el eco de radar se ha recibido también en polarización horizontal. Análogamente, VV significa que el impulso de radar emitido está polarizado en vertical y el eco de radar se ha recibido en polarización vertical. Un canal de polarización cruzada VH significa por el contrario que el impulso de radar está polarizado en horizontal, mientras que el eco de radar se ha recibido en polarización vertical. Análogamente, el canal de polarización cruzada HV significa que el impulso de radar emitido está polarizado en vertical, mientras que el eco de radar se ha recibido en polarización horizontal.
Los registros de datos brutos SAR obtenidos a partir de sistemas SAR polarimétricos duales o cuádruples de los canales de polarización individuales se procesan con procedimientos conocidos per se para obtener información adicional sobre objetos de dispersión especiales en las imágenes SAR detectadas. En este sentido se aprovecha el conocimiento de que la polarización de radiación de radar reflejada puede modificarse dependiendo de las propiedades de los objetos dispersores sobre la superficie terrestre.
Los sistemas SAR completamente polarimétricos proporcionan una gran cantidad de información sobre la naturaleza de la zona de la superficie terrestre detectada. Sin embargo, tienen la desventaja de que, en comparación con los sistemas SAR polarimétricos simples o duales, solo puede detectarse una franja estrecha cuando se sobrevuela la superficie terrestre. Esto se debe a que los sistemas SAR completamente polarimétricos, dado el cambio alterno de las polarizaciones en la emisión, dan lugar a una frecuencia de repetición de impulsos más alta, que conlleva una franja más estrecha, ya que de lo contrario se producen ambigüedades de alcance no deseadas (en inglés: range ambiguities) en las imágenes SAR. Un aumento de las distancias en el tiempo entre la emisión de los impulsos de radar de diferente polarización no es posible a este respecto, dado que esto llevaría a ambigüedades de azimut (en inglés: azimuth ambiguities) en las imágenes SAR.
Debido a los diferentes requisitos de sistemas SAR polarimétricos simples o polarimétricos duales, por un lado, y sistemas SAR completamente polarimétricos, por otro lado, los sistemas SAR hasta ahora siempre se hacen funcionar solo en un modo de funcionamiento polarimétrico individual (es decir, polarimétrico simple o polarimétrico dual o completamente polarimétrico).
El documento Gerhard Krieger et al.: “Advanced Concepts for High-Resolution Wide-Swath SAR Imaging” , 8.a Conferencia Europea sobre Apertura de Radar Sintética, 7 de junio de 2010, páginas 524-527, divulga distintos sistemas SAR y modos de funcionamiento correspondientes. Entre otros, se describe un modo de funcionamiento SAR en el que se reciben ecos de radar a través de varios lóbulos de recepción para diferentes ráfagas. Las ráfagas difieren en la frecuencia de repetición de impulsos de los impulsos de radar emitidos.
El objetivo de la invención es crear un procedimiento de radar de apertura sintética, así como un dispositivo correspondiente, que proporcionen simultáneamente datos brutos SAR en varios modos de funcionamiento polarimétricos en los que las franjas reproducidas presenten un ancho diferente para los distintos modos de funcionamiento polarimétricos.
Este objetivo se resuelve mediante el procedimiento según la reivindicación 1, así como el dispositivo según la reivindicación 11. Perfeccionamientos de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
El procedimiento de radar según la invención sirve para la teledetección de la superficie terrestre a través de un equipo de radar sobre al menos un objeto volante (preferiblemente sobre al menos un satélite) que se mueve en una dirección azimutal por encima de la superficie terrestre, en donde el equipo de radar en el funcionamiento de emisión emite impulsos de radar y en el funcionamiento de recepción recibe los ecos de radar de estos impulsos de radar reflejados en la superficie terrestre. En otras palabras, el equipo de radar durante la emisión de los impulsos de radar está en el funcionamiento de emisión y se encuentra, de lo contrario, en el funcionamiento de recepción. Para la emisión y la recepción de los impulsos de radar, el equipo de radar contiene tanto una o varias antenas de emisión como una o varias antenas de recepción, en donde una antena respectiva, dado el caso, puede funcionar como antena de emisión y como antena de recepción.
El concepto anterior del al menos un objeto volante ha de entenderse en sentido amplio y, en una variante, puede comprender un objeto volante individual con un equipo de radar situado sobre el mismo. Asimismo, el al menos un objeto volante puede comprender dos o varios objetos volantes que se mueven sincrónicamente, en donde en este caso el equipo de radar se distribuye en varios objetos volantes. Por ejemplo, puede estar prevista una antena de emisión en solo un objeto volante del equipo de radar, estando integradas, sin embargo, en todos los objetos volantes antenas de recepción para el eco de radar desde ángulos de visión diferentes.
En el funcionamiento de emisión, en el procedimiento según la invención, en momentos de emisión consecutivos se emiten de manera alterna primeros y segundos impulsos de radar mediante el equipo de radar. Es decir, a un primer impulso de radar le sigue un segundo impulso de radar y a un segundo impulso de radar le sigue un primer impulso de radar. Un primer impulso de radar respectivo presenta una primera polarización de emisión y se emite con un diagrama de radiación que cubre (exclusivamente) un primer ancho sobre la superficie terrestre en la dirección de alcance en perpendicular a la dirección azimutal. Un segundo impulso de radar respectivo presenta una segunda polarización de emisión que es diferente a la primera polarización de emisión, y se emite con un diagrama de radiación que cubre (exclusivamente) un segundo ancho sobre la superficie terrestre en la dirección de alcance en perpendicular a la dirección azimutal. El primer ancho se corresponde a este respecto con una primera franja en la dirección azimutal sobre la superficie terrestre, es decir, la primera franja se extiende en dirección longitudinal a lo largo de la dirección azimutal y tiene en la dirección de alcance el primer ancho anteriormente mencionado. En cambio, el segundo ancho se corresponde a este respecto con una segunda franja en la dirección azimutal sobre la superficie terrestre, es decir, la segunda franja se extiende en dirección longitudinal a lo largo de la dirección azimutal y tiene en la dirección de alcance el segundo ancho anteriormente mencionado. La primera franja contiene toda la segunda franja.
El segundo ancho es menor que el primer ancho, dado que a partir de los ecos de radar del segundo ancho se obtienen datos polarimétricos que se basan en impulsos de radar con diferentes polarizaciones de emisión, lo que produce una frecuencia de repetición de impulsos más alta, de modo que solo puede detectarse con calidad suficiente una franja estrecha debido a la aparición de ambigüedades de alcance.
En el funcionamiento de recepción, en el procedimiento según la invención, tanto en una primera polarización de recepción como en una segunda polarización de recepción los ecos de radar de los primeros y segundos impulsos de radar se reciben mediante el equipo de radar, por lo que se forman de un primer a un cuarto canal de polarización. El primer canal de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos de radar recibidos en la primera polarización de recepción. El segundo canal de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos de radar recibidos en la segunda polarización de recepción. El tercer canal de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos de radar recibidos en la primera polarización de recepción. El cuarto canal de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos de radar recibidos en la segunda polarización de recepción.
Las polarizaciones de emisión y de recepción pueden ser diferentes, dado el caso. En una forma de realización preferida, sin embargo, la primera polarización de emisión se corresponde con la primera polarización de recepción y la segunda polarización de emisión, con la segunda polarización de recepción. En este caso, el primer y el cuarto canal de polarización representan un canal de polarización copolar en el que coinciden polarización de emisión y de recepción, mientras que el segundo y el tercer canal de polarización son un canal de polarización cruzada en el que la polarización de emisión y de recepción difieren. El término de polarización de recepción ha de entenderse en sentido amplio en este caso y en lo sucesivo. Si bien los ecos de radar de la polarización de recepción correspondiente se detectan preferiblemente con una antena que recibe directamente en la polarización de recepción, en el caso de que se empleen dos polarizaciones de emisión y dos polarizaciones de recepción, las señales pueden convertirse, mediante un procesamiento de señales aguas abajo, en cada polarización de emisión y de recepción.
Los ecos de radar recibidos se digitalizan y, mediante conformación de haz digital, a partir de estos ecos de radar se determinan varios registros de datos brutos SAR. Tal como se ha descrito anteriormente, un registro de datos brutos SAR respectivo para una gran cantidad de impulsos de radar emitidos en el canal de polarización correspondiente contiene en cada caso barridos de datos para una gran cantidad de posiciones de alcance. Los barridos de datos se corresponden a este respecto con los ecos de radar con una polarización de recepción en correspondencia con el canal de polarización contemplado. Mediante la conformación de haz digital pueden resolverse en elevación ecos de radar de distintos impulsos de radar recibidos simultáneamente mediante varios lóbulos de radiación, en donde un lóbulo de radiación respectivo sigue al eco de radar de un impulso determinado.
Los registros de datos brutos SAR determinados en el procedimiento según la invención comprenden al menos los siguientes registros de datos:
i) primer registro de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal de polarización de entre un par de canales de polarización para todo el primer ancho, en donde el par de canales de polarización comprende el primer y el segundo canal de polarización;
ii) un segundo registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal de polarización no utilizado en el primer registro de datos brutos SAR de entre el par de canales de polarización para todo el primer ancho, o que contiene los ecos de radar del tercer canal de polarización para todo el segundo ancho;
iii) un tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal de polarización para todo el segundo ancho.
Por ecos de radar para un primer o segundo ancho han de entenderse a este respecto los ecos de radar procedentes del ancho correspondiente. En una variante preferida, en la que la primera polarización de emisión se corresponde con la primera polarización de recepción y la segunda polarización de emisión se corresponde con la segunda polarización de recepción, en dos de los registros de datos brutos SAR primero a tercero se emplean canales de polarización copolares, mientras que el registro de datos brutos SAR restante emplea un canal de polarización cruzada. El procedimiento según la invención se caracteriza por que pueden obtenerse simultáneamente tanto datos brutos SAR polarimétricos simples o polarimétricos duales para una franja ancha como datos brutos SAR polarimétricos, con al menos tres canales de polarización para una franja más estrecha. Se implementan, por consiguiente, simultáneamente un modo de funcionamiento polarimétrico simple/dual y un modo de funcionamiento polarimétrico con al menos tres canales de polarización (preferiblemente un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple). Habitualmente, un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple contiene dos canales de polarización cruzada. Sin embargo, estos por regla general se unen dado que son iguales excepto por el componente de ruido. Por lo tanto, en este caso y en lo sucesivo, por un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple también ha de entenderse un modo de funcionamiento que comprende al menos un canal de polarización cruzada así como dos canales de polarización copolares.
Según la invención, un modo de funcionamiento polarimétrico simple se implementa mediante el primer registro de datos brutos SAR. En el caso de que también se determine otro registro de datos brutos SAR adicional con ecos de radar para todo el primer ancho, pueden obtenerse también datos brutos polarimétricos duales. Mediante el registro de datos brutos SAR primero a tercero se forman además datos brutos SAR para una adquisición de datosa partir de al menos tres canales de polarización para todo el segundo ancho.
En una forma de realización especialmente preferida, la primera polarización de emisión y la segunda polarización de emisión, así como la primera polarización de recepción y la segunda polarización de recepción son polarizaciones lineales, en donde la primera polarización de emisión y la primera polarización de recepción son preferiblemente una polarización horizontal (es decir, una polarización en la dirección azimutal) y la segunda polarización de emisión y la segunda polarización de recepción son preferiblemente un polarización vertical (es decir, una polarización perpendicular a la dirección azimutal). No obstante, pueden seleccionarse también otras polarizaciones para la primera y segunda polarización de emisión o de recepción, por ejemplo polarizaciones circulares. Sin embargo, es decisivo que la primera polarización de emisión y la segunda polarización de emisión difieran entre sí y que la primera polarización de recepción y la segunda polarización de recepción difieran entre sí.
En una forma de realización adicional preferida, el segundo ancho es esencialmente el 60 % y de manera preferida esencialmente el 50 % del primer ancho o, dado el caso, también menor.
Para evitar que se formen zonas ciegas continuas, en una forma de realización adicional preferida, la frecuencia de repetición de impulsos de los primeros impulsos de radar y/o de los segundos impulsos de radar varía a lo largo del tiempo. Preferiblemente a este respecto tanto la frecuencia de repetición de impulsos de los primeros impulsos de radar como la frecuencia de repetición de impulsos de los segundos impulsos de radar varía más allá de este tiempo.
En una forma de realización adicional especialmente preferida, los diversos registros de datos brutos SAR comprenden exclusivamente los siguientes registros de datos:
- el primer registro de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal de polarización de entre un par de canales de polarización para todo el primer ancho, en donde el par de canales de polarización comprende el primer y el segundo canal de polarización;
- el segundo registro de datos brutos SAR que, en esta forma de realización, contiene los ecos de radar del otro canal de polarización no utilizado en el primer registro de datos brutos SAR de entre el par de canales de polarización para todo el primer ancho;
- el tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal de polarización para todo el segundo ancho;
- un cuarto registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del tercer canal de polarización para todo el segundo ancho.
Mediante el uso de los registros de datos brutos SAR primero a cuarto definidos anteriormente se garantiza tanto la obtención de datos polarimétricos duales para el primer ancho como la obtención de datos polarimétricos cuádruples para el segundo ancho si la primera polarización de emisión se corresponde con la primera polarización de recepción y la segunda polarización de emisión se corresponde con la segunda polarización de recepción. Los datos polarimétricos cuádruples contienen a este respecto ambos canales de polarización cruzada. Por ello la calidad de la adquisición de datos polarimétricos cuádruples se mejora con respecto al caso en el que se considera solo un canal de polarización cruzada. Esta variante representa una implementación especialmente preferida del procedimiento según la invención.
En una variante adicional del procedimiento según la invención, los diversos registros de datos brutos SAR comprenden exclusivamente los siguientes registros de datos:
- el primer registro de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal de polarización de entre un par de canales de polarización para todo el primer ancho, en donde el par de canales de polarización comprende el primer y el segundo canal de polarización;
- el segundo registro de datos brutos SAR que contiene, en esta variante, los ecos de radar del tercer canal de polarización para todo el segundo ancho;
- el tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal de polarización para todo el segundo ancho.
Con esta variante se obtienen datos polarimétricos simples, así como datos polarimétricos cuádruples con únicamente un canal de polarización cruzada, si la primera polarización de emisión se corresponde con la primera polarización de recepción y la segunda polarización de emisión se corresponde con la segunda polarización de recepción. Aunque la calidad de los datos polarimétricos cuádruples es menor que con el uso de dos canales de polarización cruzada, la cantidad de datos de los registros de datos brutos SAR se reduce.
En una forma de realización adicional, los diversos registros de datos brutos SAR comprenden exclusivamente los siguientes registros de datos:
- el primer registro de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal de polarización de entre un par de canales de polarización para todo el primer ancho, en donde el par de canales de polarización comprende el primer y el segundo canal de polarización;
- el segundo registro de datos brutos SAR que, en esta variante, contiene los ecos de radar del otro canal de polarización no utilizado en el primer registro de datos brutos SAR de entre el par de canales de polarización para todo el primer ancho;
- el tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal de polarización para todo el segundo ancho.
Si la primera polarización de emisión se corresponde con la primera polarización de recepción y la segunda polarización de emisión se corresponde con la segunda polarización de recepción, con esta variante se obtienen datos polarimétricos duales para todo el primer ancho en combinación con datos polarimétricos cuádruples, en donde los datos polarimétricos cuádruples solo contienen un canal de polarización cruzada.
En una variante adicional del procedimiento según la invención, los diversos registros de datos brutos SAR contienen exclusivamente los siguientes registros de datos:
- el primer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar de un canal de polarización de entre un par de canales de polarización para todo el primer ancho, en donde el par de canales de polarización comprende el primer y el segundo canal de polarización;
- el segundo registro de datos brutos SAR que contiene, en esta variante, los ecos de radar del tercer canal de polarización para todo el segundo ancho;
- el tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal de polarización para todo el segundo ancho;
- un cuarto registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal de polarización no utilizado en el primer registro de datos brutos SAR de entre el par de canales de polarización exclusivamente para todo el segundo ancho.
En esta forma de realización, el canal de polarización que se emplea para el primer registro de datos brutos SAR es preferiblemente el primer canal de polarización. Sin embargo, es también posible que el canal de polarización del primer registro de datos brutos SAR sea el segundo canal de polarización. Si la primera polarización de emisión se corresponde con la primera polarización de recepción y la segunda polarización de emisión se corresponde con la segunda polarización de recepción, con esta variante de la invención se obtienen datos polarimétricos simples para todo el primer ancho, como datos de la misma polarización o de polarización cruzada, mientras que se obtienen datos polarimétricos cuádruples considerando ambos canales de polarización cruzada y, por consiguiente, con alta calidad. La expresión anterior “exclusivamente para todo el segundo ancho” ha de entenderse en el sentido de que el cuarto registro de datos brutos SAR no contiene ningún eco de radar de la superficie terrestre que no proceda del segundo ancho. Por lo tanto, esta definición es relevante porque el canal de polarización a partir del cual se obtiene el cuarto registro de datos brutos SAR también contiene ecos de radar de otras zonas diferentes al segundo ancho. La variante que acaba de describirse representa una implementación especialmente preferida del procedimiento según la invención.
El equipo de radar empleado en el procedimiento según la invención puede estar diseñado de manera diferente. En una variante, la emisión de los impulsos de radar y la recepción de los ecos de radar se realiza mediante un equipo de radar que comprende una antena reflectora con un reflector preferiblemente parabólico y un conjunto ordenado de varias antenas de alimentación, en donde este conjunto ordenado con frecuencia también se denomina conjunto ordenado de alimentación y las antenas de alimentación se denominan alimentadores (feeds). Como alternativa o adicionalmente, el equipo de radar puede comprender también una antena plana con un conjunto ordenado de varios elementos de antena. Preferiblemente, el equipo de radar es o una antena reflectora o una antena plana.
En un diseño preferido adicional, los diversos registros de datos brutos SAR se determinan con un equipo de ordenador sobre el al menos un objeto volante y, a continuación, se transmiten a una estación base sobre la superficie terrestre. En otras palabras, el complejo y extenso procesamiento de señales para la obtención de imágenes SAR correspondientes se realiza en una estación base sobre la superficie terrestre. Por ello, la velocidad de transmisión de datos en la transmisión de datos desde el objeto volante hacia la superficie terrestre disminuye y en el objeto volante se necesita menos potencia de cálculo.
Además del procedimiento anteriormente descrito, la invención se refiere a un dispositivo de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre a través de un equipo de radar sobre al menos un objeto volante que se mueve en una dirección azimutal sobre la superficie terrestre, en donde el equipo de radar está diseñado de tal modo que en el funcionamiento de emisión emite impulsos de radar y en el funcionamiento de recepción recibe los ecos de radar de estos impulsos de radar reflejados en la superficie terrestre. El dispositivo de radar de apertura sintética está configurado a este respecto de tal modo que, con el dispositivo, pueden llevarse a cabo el procedimiento según la invención o una o varias variantes preferidas del procedimiento según la invención. En otras palabras, mediante el equipo de radar del dispositivo de apertura sintética se implementa el funcionamiento de emisión y funcionamiento de recepción empleados en el procedimiento según la invención y el dispositivo de apertura sintética contiene un equipo de ordenador adecuado para digitalizar los ecos de radar recibidos y, mediante conformación de haz digital, determinar los registros de datos brutos SAR correspondientes.
A continuación, se describen en detalle ejemplos de realización de la invención con referencia a las figuras adjuntas.
Muestran:
la Fig. 1 una representación esquemática, mediante la cual se explica el principio SAR empleado en el marco de la invención;
la Fig. 2 una representación esquemática que aclara la emisión de impulsos de radar según una variante del procedimiento según la invención; y
la Fig. 3 un diagrama que aclara la obtención de datos brutos SAR para distintas variantes del procedimiento según la invención.
La figura 1 muestra en representación esquemática un equipo 1 de radar SAR que está indicado como de apertura rectangular y, en función del diseño, comprende una o varias antenas. En el escenario representado, el equipo de radar se encuentra sobre un satélite (no mostrado) que se mueve a la altura h a lo largo de la trayectoria RT de radar por encima de la superficie terrestre GR. La dirección de la trayectoria de radar se corresponde a este respecto con la dirección azimutal conocida per se, que en la figura 1 se designa con x. En lugar de mover el equipo de radar mediante un satélite existe, dado el caso, también la posibilidad de emplear para ello otro objeto volante, como por ejemplo un avión.
El equipo 1 de radar emite impulsos RP de radar a intervalos de repetición de impulsos consecutivos con frecuencia de repetición de impulsos predeterminada en dirección oblicua hacia la superficie terrestre GR. La mayor parte de la energía de un impulso de radar respectivo está orientada a este respecto hacia el área elíptica FP sobre la superficie terrestre. Esta área se denomina por regla general footprint o “ huella” del equipo de radar o de la antena de radar asociada.
Según la figura 1, un impulso RP de radar presenta una duración T de impulso especificada de manera que el impulso de radar tiene la extensión espacial c0T, en donde c0 se corresponde con la velocidad de la luz. En el marco de una medición SAR de la superficie terrestre se reciben y detectan ecos de radar retrodispersados de los impulsos RP de radar mediante el equipo 1 de radar durante su movimiento a lo largo de la trayectoria RT. De este modo se detecta información sobre la superficie terrestre en la franja SW (en inglés: “swath” ). El equipo de radar está diseñado a este respecto de tal modo que está configurado tanto para la emisión de impulsos de radar como para la recepción de ecos de radar correspondientes. Los ecos de radar detectados por el equipo de radar dependen de la forma y la naturaleza de la superficie terrestre y, con un procesamiento de señales conocido aguas abajo, permiten el cálculo de imágenes SAR de la superficie terrestre.
Antes del procesamiento de señales aguas abajo, los ecos de radar detectados se presentan, después de una conversión analógico-digital (dado el caso en combinación con una conformación de haz digital), como los denominados datos brutos SAR. En el marco del procedimiento según la invención se emplea a este respecto un sistema SAR en el que los impulsos de radar se emiten de manera alterna en dos polarizaciones diferentes mediante el equipo de radar y se reciben simultáneamente en ambas polarizaciones mediante el equipo de radar. A partir de ello, mediante conformación de haz digital se obtienen datos brutos SAR para varios canales de polarización, en donde un canal de polarización está caracterizado por una polarización de emisión y una polarización de recepción y comprende los ecos de radar, recibidos en la polarización de recepción, de impulsos de radar emitidos en la polarización de emisión.
Los datos brutos SAR son barridos de datos que contienen la amplitud y la fase de los ecos de radar barridos en los canales de polarización correspondientes. Los datos brutos están dispuestos a este respecto en una matriz bidimensional, en donde una dimensión de la matriz se corresponde con el impulso de radar emitido respectivo (representado por un número de impulso) y la otra dimensión de la matriz representa un retardo de tiempo que representa el periodo de tiempo que necesita un eco de radar barrido para la propagación desde el equipo de radar hacia la superficie terrestre y de vuelta hacia el equipo 1 de radar. En otras palabras, mediante este periodo de tiempo se representa el denominado alcance inclinado (slant-range) R que se corresponde con la distancia entre el equipo de radar y el punto de dispersión del eco de radar sobre la superficie terrestre. Esta distancia, por consiguiente, puede equipararse con una dirección a partir de la cual el eco de radar barrido llega desde la superficie terrestre GR al equipo 1 de radar.
En el escenario de la figura 1 está indicada a modo de ejemplo la reflexión de un eco de radar en el punto P de dispersión sobre la superficie terrestre. El alcance inclinado de este eco de radar se designa a este respecto con R0. El alcance inclinado está relacionado geométricamente con el denominado alcance al suelo (ground-range) que está designado en la figura 1 con y, y con la distancia entre la trayectoria Nadir NT y el punto de dispersión correspondiente. El valor de un alcance inclinado R puede convertirse por consiguiente de manera unívoca en el valor de un alcance al suelo y correspondiente. La trayectoria Nadir NT es a este respecto la proyección perpendicular de la trayectoria RT de radar hacia la superficie terrestre GR. La posición N en la trayectoria NT es el denominado nadir, es decir, el punto sobre la superficie terrestre con la distancia más corta con respecto al equipo de radar. Un eco de radar desde el nadir N se denomina eco nadir.
Como ya se ha mencionado, los datos brutos SAR se someten a un procesamiento de señales aguas abajo. En función del diseño, este procesamiento de señales puede realizarse ya en el satélite, enviándose a continuación la información procesada a una estación base sobre la superficie terrestre. Igualmente es posible que los datos brutos SAR se manden sin procesamiento posterior a una estación base, en donde en la estación base se lleva a cabo el procesamiento posterior para obtener a partir de los datos brutos imágenes SAR correspondientes. Este procesamiento posterior es conocido per se y por lo tanto no se explica con detalle. En el marco del procesamiento posterior se consigue una focalización de los datos brutos SAR con una compresión de alcance y compresión azimutal, por lo que se obtienen imágenes SAR. En el marco del sistema SAR empleado en la invención, a partir de las imágenes SAR de los canales de polarización individuales o, dado el caso, a partir de imágenes SAR en las que se han combinado varios canales de polarización puede obtenerse información sobre las propiedades de dispersión de la zona de la superficie terrestre detectada.
La figura 2 muestra en representación esquemática la emisión de impulsos de radar mediante una variante del sistema SAR según la invención. En analogía con respecto a la figura 1, el equipo 1 de radar se mueve a lo largo de la dirección azimutal x a una altura h por encima de la superficie terrestre GR. El alcance inclinado y el alcance al suelo correspondientes están indicados de manera análoga a como se hizo en la figura 1 mediante ejes de coordenadas R e y, respectivamente. En la figura 2 se muestra la emisión de impulsos de radar respectivos en cuatro momentos consecutivos en diferentes posiciones azimutales del equipo 1 de radar. A este respecto, la emisión de primeros impulsos RP1 de radar se alterna con la emisión de segundos impulsos RP2 de radar. Es decir, después de un envío de un primer impulso RP1 de radar se realiza siempre la emisión de un segundo impulso RP2 de radar y viceversa.
Los primeros impulsos RP1 de radar se emiten como ondas polarizadas en horizontal, lo que se aclara mediante la referencia H en la figura 2. En cambio, los segundos impulsos RP2 de radar se emiten como ondas polarizadas en vertical, lo que se aclara mediante la referencia V en la figura 2. La recepción de los ecos de radar se realiza asimismo tanto en la polarización horizontal H como en la polarización vertical V. Los primeros y segundos impulsos de radar difieren además en el diagrama de radiación empleado que se utiliza para su emisión. Los impulsos RP1 de radar cubren una franja SW1 con el ancho B1 sobre la superficie terrestre, mientras que los segundos impulsos RP2 de radar únicamente cubren una franja SW2 con el ancho B2, menor. La franja SW2 está situada a este respecto dentro de la franja SW1. A través de los ecos de radar procedentes de la franja SW2 se logra a este respecto una adquisición de datos polarimétricos cuádruples en la que se necesitan tanto los impulsos de radar emitidos con polarización horizontal como los impulsos de radar emitidos con polarización vertical. De este modo se obtiene una frecuencia de repetición de impulsos el doble de alta en comparación con las adquisiciones de datos que consideran impulsos de radar polarizados exclusivamente en horizontal o polarizados exclusivamente en vertical. Por lo tanto, con la adquisición de datos polarimétricos cuádruples, debido a las ambigüedades de alcance, solo puede detectarse una franja más estrecha.
La forma de realización del procedimiento según la invención descrita en la presente memoria se caracteriza por que pueden obtenerse datos polarimétricos simples o datos polarimétricos duales para una franja SW1 ancha simultáneamente con datos polarimétricos cuádruples para una franja SW2 más estrecha. Para lograr esto, los impulsos de radar se emiten como primeros o segundos impulsos RP1 o RP2 de radar con diferentes diagramas de radiación y, a partir de los ecos de radar de estos impulsos de radar, mediante conformación de haz digital se obtienen registros de datos brutos SAR adecuados, con los cuales se implementan tanto un modo de funcionamiento polarimétrico simple o polarimétrico dual como un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple.
La figura 3 muestra un diagrama que reproduce distintas variantes de la obtención de registros de datos brutos SAR para la implementación de dos modos de funcionamiento polarimétricos. Las variantes individuales están designadas a este respecto con VA1 a VA5. Son especialmente preferidas a este respecto la variante VA1 así como la variante VA4. Según la figura 3, para las variantes individuales en la columna Tx se representan los anchos de franja detectados para los impulsos RP1 de radar polarizados en horizontal y los impulsos RP2 de radar polarizados en vertical y se designan mediante las referencias H y V, respectivamente. En todas las variantes se emite un impulso de radar ancho con polarización horizontal H seguido de un impulso de radar estrecho con polarización vertical V. Por lo tanto, los esquemas de emisión de las variantes individuales en la figura 3 difieren entre sí.
Según la columna Rx, en la figura 3 se aclara para qué ecos de radar o canales de polarización se obtienen registros de datos brutos SAR respectivos para las diferentes variantes. En el sentido de la reivindicación 1, el canal P1 de polarización se corresponde con el primer canal de polarización, el canal P2 de polarización se corresponde con el segundo canal de polarización, el canal P3 de polarización se corresponde con el tercer canal de polarización y el canal P4 de polarización se corresponde con el cuarto canal de polarización. Las barras mostradas junto a los canales de polarización individuales representan a este respecto el ancho de franja para el cual están contenidos ecos de radar en la polarización de recepción correspondiente en el registro de datos brutos SAR contemplado. Dado que las barras individuales están correlacionadas con registros de datos brutos SAR, las barras, además de las denominaciones de las polarizaciones de recepción H o V se han provisto también de correspondientes referencias DS1, DS2, DS3 y DS4 para la designación de registros de datos brutos SAR. En el sentido de la reivindicación 1, el registro DS1 de datos se corresponde con el primer registro SAR de datos brutos, el registro DS2 de datos se corresponde con el segundo registro SAR de datos brutos y el registro de datos DS3 se corresponde con el tercer registro SAR de datos brutos. El registro DS4 de datos se corresponde con un cuarto registro SAR de datos brutos, que está definido en alguna de las reivindicaciones dependientes.
Los canales P1 a P4 de polarización individuales están designados también con sus denominaciones HH, VH, HV y VV. HH significa a este respecto polarización de emisión horizontal y polarización de recepción horizontal, VH polarización de emisión horizontal y polarización de recepción vertical, HV polarización de emisión vertical y polarización de recepción horizontal y Vv polarización de emisión vertical y polarización de recepción vertical. El primer canal P1 de polarización y el cuarto canal P4 de polarización son a este respecto canales de polarización copolares, mientras que el segundo canal P2 de polarización y el tercer canal P3 de polarización son canales de polarización cruzada.
Según la variante VA1, que se corresponde con la forma de realización de la reivindicación 5, se obtienen registros DS1 y DS2 de datos brutos SAR para todo el primer ancho de ambos canales P1 y P2 de polarización. Además, se obtienen registros DS3 y DS4 de datos brutos SAR para todo el segundo ancho de los canales P3 y P4 de polarización. De este modo se obtienen tanto datos polarimétricos duales para todo el primer ancho como datos polarimétricos cuádruples con ambos canales P2 y P3 de polarización cruzada para todo el segundo ancho. Se implementa de este modo un modo de funcionamiento polarimétrico dual con un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple. El modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple presenta una alta calidad de datos debido al uso de dos canales de polarización cruzada que, por regla general, se combinan de manera adecuada.
Según la variante VA2, que se corresponde con la forma de realización de la reivindicación 6, se obtiene un registro DS1 de datos brutos SAR para todo el primer ancho en el canal P1 de polarización copolar. Se implementa de este modo un modo de funcionamiento polarimétrico simple. Además, se implementa un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple para el segundo ancho que solo comprende un canal P3 de polarización cruzada. Esta adquisición de datos polarimétricos cuádruples tiene una calidad menor con respecto al uso de dos canales de polarización cruzada, sin embargo para ello se necesitan también menos datos brutos SAR, por lo que la cantidad de datos que han de transferirse a una estación base puede reducirse.
Según la variante VA3, que se corresponde con la forma de realización según la reivindicación 7, se implementa un modo de funcionamiento polarimétrico dual considerando ambos canales P1 y P2 de polarización para todo el primer ancho. Además, se implementa un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple con solo un canal P2 de polarización cruzada para todo el segundo ancho.
Según la variante VA4, que se corresponde con la forma de realización según la reivindicación 8, se implementa un modo de funcionamiento polarimétrico simple con el canal P1 de polarización copolar para todo el primer ancho en combinación con un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple con cuatro canales de polarización para todo el segundo ancho.
Según la variante VA5, que se corresponde asimismo con la forma de realización según la reivindicación 8, análogamente a la variante VA4 se implementa de nuevo un modo de funcionamiento polarimétrico simple en combinación con un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple con cuatro canales de polarización. Sin embargo, a diferencia de la variante VA4, el modo de funcionamiento polarimétrico simple contiene ahora el canal P2 de polarización cruzada.
Los inventores han simulado, entre otras, la variante VA4 de la figura 3 basándose en datos de un sistema SAR conocido. Este sistema se basa en la misión Tandem-L planeada y emplea una antena reflectora con una pluralidad de alimentadores. Los impulsos de radar se emiten con frecuencia de repetición de impulsos variable. Para las adquisiciones de datos polarimétricos simples y polarimétricos cuádruples que se obtienen a partir de los registros de datos brutos SAR de la variante VA4 se determinó la denominada relación ASR (Ambiguity-to-Signal Ratio), que es una medida para las ambigüedades de azimut y de alcance. La calidad de una imagen SAR es tanto mejor cuanto menor es esta relación. La relación ASR determinada se ha comparado con datos que se obtuvieron en un modo de funcionamiento polarimétrico simple y un modo de funcionamiento polarimétrico cuádruple independiente con el sistema SAR. Ha podido comprobarse que la relación ASR en caso de una adquisición simultánea de datos polarimétricos simples y polarimétricos cuádruples solo es mínimamente peor que la relación ASR correspondiente en caso de una adquisición de datos polarimétricos simples y polarimétricos cuádruples independiente.
Las formas de realización de la invención anteriormente descritas presentan una serie de ventajas. En particular, por primera vez se crea un procedimiento de radar de apertura sintética en el que se detectan datos polarimétricos simple o duales junto con datos polarimétricos a partir de tres o cuatro canales de polarización. A este respecto, la adquisición de datos polarimétricos simples o duales hace posible la detección de una franja con ancho mayor sobre la superficie terrestre que la adquisición de datos polarimétricos a partir de tres o cuatro canales de polarización. Para lograr esto se emiten impulsos de radar en una primera polarización de emisión con un diagrama de antena con ancho mayor en la dirección de alcance que los impulsos de radar en una segunda polarización de emisión. Los datos brutos SAR obtenidos a partir de los ecos de radar se seleccionan en el marco de la invención siempre de tal modo que, además de datos polarimétricos simples o duales para la franja ancha, también se obtengan siempre datos polarimétricos a partir de tres o cuatro canales de polarización para la franja más estrecha.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Procedimiento de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre (GR) a través de un equipo (1) de radar sobre al menos un objeto volante que se mueve en una dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR), en donde el equipo (1) de radar en el funcionamiento de emisión emite impulsos (RP1, RP2) de radar y en el funcionamiento de recepción recibe los ecos de radar de estos impulsos (RP1, RP2) de radar reflejados en la superficie terrestre (GR), en donde
    - en el funcionamiento de emisión se emiten primeros y segundos impulsos (RP1, RP2) de radar de manera alterna en momentos de emisión consecutivos mediante el equipo (1) de radar, en donde un primer impulso (RP1) de radar respectivo presenta una primera polarización (H) de emisión y se emite con un diagrama de radiación que cubre un primer ancho (B1) sobre la superficie terrestre (GR) en la dirección (y) de alcance en perpendicular a la dirección azimutal (x), y en donde un segundo impulso (RP2) de radar respectivo presenta una segunda polarización (V) de emisión, que es diferente a la primera polarización (H) de emisión, y se emite con un diagrama de radiación que cubre un segundo ancho (B2) sobre la superficie terrestre (GR) en la dirección (y) de alcance, en donde el primer ancho (B1) se corresponde con una primera franja (SW1) en la dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR) y el segundo ancho (B2) se corresponde con una segunda franja (SW2) en la dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR), en donde la primera franja (SW1) contiene toda la segunda franja (SW2) y el segundo ancho (B2) es menor que el primer ancho (B1);
    - en el funcionamiento de recepción, en una primera polarización (H) de recepción y en una segunda polarización (V) de recepción, los ecos de radar de los primeros y segundos impulsos (RP1, RP2) de radar se reciben mediante el equipo (1) de radar, por lo que se forman de un primer a un cuarto canal (P1, P2, P3, P4) de polarización, en donde el primer canal (P1) de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos (RP1) de radar recibidos en la primera polarización (H) de recepción, el segundo canal (P2) de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos (RP1) de radar recibidos en la segunda polarización (V) de recepción, el tercer canal (P3) de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos (RP2) de radar recibidos en la primera polarización (H) de recepción y el cuarto canal (P4) de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos (RP2) de radar recibidos en la segunda polarización (V) de recepción;
    - los ecos de radar recibidos se digitalizan y, mediante conformación de haz digital, a partir de los ecos de radar recibidos se determinan varios registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR, que al menos comprenden:
    i) un primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización;
    ii) un segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal (P1, P2) de polarización no utilizado en el primer registro (DS1) de datos brutos SAR de entre el par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), o que contiene los ecos de radar del tercer canal (P3) de polarización para todo el segundo ancho (B2);
    iii) un tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2).
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la primera polarización (H) de emisión se corresponde con la primera polarización (H) de recepción y la segunda polarización (V) de emisión se corresponde con la segunda polarización (V) de recepción.
    Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la primera polarización (H) de emisión y la segunda polarización (V) de emisión, así como la primera polarización (H) de recepción y la segunda polarización (V) de recepción son polarizaciones lineales, en donde la primera polarización (H) de emisión y la primera polarización de recepción son preferiblemente una polarización horizontal y la segunda polarización (V) de emisión y la segunda polarización (V) de recepción son preferiblemente una polarización vertical.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la frecuencia de repetición de impulsos de los primeros impulsos (RP1) de radar y/o de los segundos impulsos de radar varía.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los diversos registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR comprenden exclusivamente:
    - el primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización;
    - el segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal (P1, P2) de polarización no utilizado en el primer registro (DS1) de datos brutos SAR de entre el par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1);
    - el tercer registro (DS3) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2);
    - un cuarto registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del tercer canal (P3) de polarización para todo el segundo ancho (B2).
    6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los diversos registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR comprenden exclusivamente:
    - el primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización;
    - el segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del tercer canal (P3) de polarización para todo el segundo ancho (B2);
    - el tercer registro (DS3) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2).
    7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los diversos registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR comprenden exclusivamente:
    - el primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización;
    - el segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal (P1, P2) de polarización no utilizado en el primer registro (DS1) de datos brutos SAR de entre el par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1);
    - el tercer registro (DS3) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2).
    8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los diversos registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR comprenden exclusivamente:
    - el primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización;
    - el segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del tercer canal (P3) de polarización para todo el segundo ancho (B2);
    - el tercer registro (DS3) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2);
    - un cuarto registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal (P1, P2) de polarización no utilizado en el primer registro (DS1) de datos brutos SAR de entre el par de canales (P1, P2) de polarización exclusivamente para todo el segundo ancho (B2).
    9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la emisión de los impulsos (RP1, RP2) de radar y la recepción de los ecos de radar se realiza mediante un equipo (1) de radar que comprende una antena reflectora con un reflector y un conjunto ordenado de varias antenas de alimentación y/o una antena plana con un conjunto ordenado de varios elementos de antena.
    10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los diversos registros (DS1, DS2, DS3, DS4) de datos brutos SAR se determinan con un equipo de ordenador sobre el al menos un objeto volante y, a continuación, se transmiten a una estación base sobre la superficie terrestre (GR).
    11. Dispositivo de radar de apertura sintética para la teledetección de la superficie terrestre (GR) a través de un equipo (1) de radar sobre al menos un objeto volante que se mueve en una dirección azimutal (x) por encima de la superficie terrestre (GR), en donde el equipo (1) de radar está diseñado de tal modo que en el funcionamiento de emisión emite impulsos de radar y en el funcionamiento de recepción recibe los ecos de radar de estos impulsos (RP) de radar reflejados en la superficie terrestre (GR), en donde el dispositivo de radar de apertura sintética está configurado de tal manera que
    - en el funcionamiento de emisión se emiten primeros y segundos impulsos (RP1, RP2) de radar de manera alterna en momentos de emisión consecutivos mediante el equipo (1) de radar, en donde un primer impulso (RP1) de radar respectivo presenta una primera polarización (H) de emisión y se emite con un diagrama de radiación que cubre un primer ancho (B1) sobre la superficie terrestre (GR) en la dirección (y) de alcance en perpendicular a la dirección azimutal (x), y en donde un segundo impulso (RP2) de radar respectivo presenta una segunda polarización (V) de emisión que es diferente a la primera polarización (H) de emisión, y se emite con un diagrama de radiación que cubre un segundo ancho (B2) sobre la superficie terrestre (GR) en la dirección (y) de alcance, en donde el primer ancho se corresponde con una primera franja (SW1) en la dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR) y el segundo ancho (B2) se corresponde con una segunda franja (SW2) en la dirección azimutal (x) sobre la superficie terrestre (GR), en donde la primera franja (SW1) contiene toda la segunda franja (SW2) y el segundo ancho (B2) es menor que el primer ancho (B1);
    - en el funcionamiento de recepción, tanto en una primera polarización (H) de recepción como en una segunda polarización (V) de recepción, los ecos de radar de los primeros y segundos impulsos (RP1, RP2) de radar se reciben en el equipo (1) de radar, por lo que se forman de un primer a un cuarto canal (P1, P2, P3, P4) de polarización, en donde el primer canal (P1) de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos (RP1) de radar recibidos en la primera polarización (H) de recepción, el segundo canal (P2) de polarización contiene los ecos de radar de los primeros impulsos (RP1) de radar recibidos en la segunda polarización (V) de recepción, el tercer canal (P3) de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos (RP2) de radar recibidos en la primera polarización (H) de recepción y el cuarto canal (P4) de polarización contiene los ecos de radar de los segundos impulsos (RP2) de radar recibidos en la segunda polarización (V) de recepción;
    - los ecos de radar recibidos se digitalizan y, mediante conformación de haz digital, a partir de los ecos de radar recibidos se determinan varios registros (DS1, D12, ..., DS4) de datos brutos SAR, que comprenden al menos:
    i) un primer registro (DS1) de datos brutos SAR que contiene ecos de radar de un canal (P1, P2) de polarización de entre un par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), en donde el par de canales (P1, P2) de polarización comprende el primer y el segundo canal (P1, P2) de polarización;
    ii) un segundo registro (DS2) de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del otro canal (P1, P2) de polarización no utilizado en el primer registro (DS1) de datos brutos SAR de entre el par de canales (P1, P2) de polarización para todo el primer ancho (B1), o que contiene los ecos de radar del tercer canal (P3) de polarización para todo el segundo ancho (B2);
    iii) un tercer registro de datos brutos SAR que contiene los ecos de radar del cuarto canal (P4) de polarización para todo el segundo ancho (B2).
    Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por que el dispositivo está configurado para llevar a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 10.
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