岩盤変位精密計測をめざしたインターフェロメトリック合成開口レーダシステムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11355041
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 源之 東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千葉 昭彦 住鉱コンサルタント(株), 資源調査部, グループ長 ; 海老原 聡 東北大学, 東北アジア研究センター, 助手 (20301046)
• Keywords: 合成開口レーダ / インターフェロメトリ / ポーラリメトリ / 3次元レーダ像再合成 / 表面変位計測 / 表面性状計測

Research Abstract

合成開口レーダの室内実験として、電波案室内でアンテナを2次元的に直線走査し、誘電体ならびに導体で構成される反射体からの反射波を計測し、信号処理による反射体像を再合成するシステムを完成させた。これにより、2mX2mX2m程度の3次元空間中に存在する物体を3次元的にレーダ再合成像を得られることを示した。本システムは電波暗室中で1MHz-20GHzの周波数帯域を利用し、2mx2mの範囲を移動できるアンテナポジショナを利用して計測を行う。基本的なレーダターゲットとして、金属球、金属円盤、金属円筒などを利用してシステムの評価実験を行った。
更に同システムを利用し、計測した反射信号の位相・振幅情報から合成開口による精密な2次元イメージングを行うための信号処理手法を開発し、インターフェロメトリによる3次元図作成を試みた。インターフェロメトリ技術を利用することで、反射体表面の数mm程度の変位を検知することができることを実証した。また、3m程度離れたコンクリート壁面のレーダ画像化に成功した。
同時にポーラリメトリ計測と信号処理により、導体円筒の方向を推定するアルゴリズムの開発と実証実験に成功した。またより実際的なレーダターゲットとして、鉢植えの植物について本システムを利用して計測したところ幹の部分と葉の部分で明確な反射偏波特性の差を検知できた。これにより、レーダ分解能以下の場合でも、レーダ反射体の性質を評価できることが明らかとなる。

Research Products

• [Publications] K.Murakami and M,Sato: "Possibility of polarimetric SAR for environmental study"Symposium on the Joint Siberian Permafrost Studies between Japan and Russia in 2000. (2000)
• [Publications] N.Unumandakh,M.Sato: "GPR survey for ground water movement"Symposium on the Joint Siberian Permafrost Studies between Japan and Russia in 2000. (2000)