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

2001 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, 物理探査グループ長 ; 海老原 聡 東北大学, 東北アジア研究センター, 助手 (20301046)
• Keywords: インターフェロメトリ / ポーラリメトリ / 合成開口レーダ / 岩盤変位 / 環境計測 / 地中レーダ / 地雷検知

Research Abstract

本研究では5-6GHz程度のマイクロ波を利用した合成開口レーダーを岩盤表面の精密変位計測へ応用することを提案し、システムの試作と基礎実験で有効性を実証した。試作したシステムは水平、素直の偏波切り替えによりポーラリメトリック機能を有している。またアンテナ間隔を変化させ、インターフェロメトリ機能も持たせることができる。さらにネットワークアナライザによる広帯域な高精度位相計測ができることからことなる時間における微分インタフェロメトリ機能で数mm程度の位置変化を捉えることができる。
屋外で実際の岩盤計測実験を行なうためには電波使用許可申請をする必要があるため計画年度内での実現は難しいと予想される。このため本研究での実証実験は主として電波無響室を利用した基本実験を行った。更に本研究で開発した合成開口レーダ技術を応用し、地雷検知のためのシステムを試作、実証実験を行った。
1.ハードウェア開発
昨年度までに開発した合成開口レーダシステムにデュアルポラリゼーションアンテナを採用し、ポーラリメトリック機能を追加した。
一方水平走査用アンテナポジショナを新たに開発し、地雷検知実験のデータ取得が行えるシステムを試作した。
2.信号処理ソフトウエアの作成
合成開口処理用ならびにインターフェロメトリック解析用のソフトウエアを、リモートセンシング用に開発されたソフトウエアを基本として開発した。アルゴリズムとしてディフラクションスタック、f-kマイグレーションを利用した。
3.レーダ信号処理システムの総合評価
信号処理、特に合成開口アルゴリズムの検証を行った。この結果距離30m程度のターゲットまでイメージングに成功した。また地雷検知については直径数cm程度の埋設物を検知できること、地面の影響を除去するためにインターフェロメトリ処理の有効なことを示した。

Research Products

• [Publications] M.Sato, K.Takasawa: "Laboratory test of three dimensional Synthetic Aperture Radar"Proc. WS on Remote Sensing by Low-Frequency Radars. CD-R. (2001)
• [Publications] Z.Zhou, K.Takasawa, M.Sato: "Interferometric Polarimetric Synthetic Aperture Radar System"Proc. SPIE. vol.4548. 18-23 (2001)