Das DLR-Kalibrierungsgelände besteht aus 37 Zielpositionen mit 20 fest installierten Winkelreflektoren. Die sechs neu installierten ferngesteuerten Ziele sind in blau dargestellt (Karte: (c) OpenStreetMap).
Das SAR-Kalibrierzentrum des DLR ist eine Einrichtung zur effizienten und robusten Kalibrierung von SAR-Systemen, die ausgedehnte Feldkampagnen für Multimode-SAR-Missionen ermöglicht, wie sie für TerraSAR-X und TanDEM-X sowie für Sentinel-1A und Sentinel-1B erfolgreich durchgeführt wurden.
Es ist mit einer großen Anzahl präziser passiver und aktiver Referenzziele ausgestattet und umfasst mehrere Analyse- und Auswertungswerkzeuge , die auf präzisen Algorithmen basieren. Auf einer Fläche von 120 km x 40 km werden 37 Ziele an verschiedenen Standorten in Süddeutschland aufgestellt und gewartet. Innerhalb dieses DLR-Kalibriergeländes (siehe Abbildung 4) werden sechs dieser Teststandorte von Oberpfaffenhofen aus ferngesteuert und betrieben.
Analyse- und Bewertungsinstrumente
Für die Analyse und Auswertung der verschiedenen Messungen, die zur Kalibrierung und Verifikation von weltraumgestützten SAR-Systemen durchgeführt werden, wurden verschiedene Softwaretools entwickelt und implementiert. Dies umfasst sowohl die Ableitung verschiedener Kalibrierparameter wie zum Beispiel absoluter Kalibrierfaktor, Antennendiagramme oder Instrumentendriftparameter als auch die Bestimmung verschiedener Bildparameter wie zum Beispiel Auflösung, PSLR oder ISLR zur Kalibrierung bzw. Qualitätsbewertung von SAR-Datenprodukten.
Die Vielzahl der Analysewerkzeuge ist in der folgenden Übersicht zusammengefasst:
das Interne Kalibrier-Modul (ICM) zur Überwachung der Instrumentendrift, zur Erzeugung von Replikaten und zur HF-Charakterisierung,
das Antennen-Charakterisierungs-Modul (ACM) zur Bestimmung der Antennenausrichtung und zur Verifikation des Antennenmodells,
das Antennen-Modell (AM) zur Ableitung des Referenzmusters und zur Optimierung der Anregungskoeffizienten,
CALIX, das Tool für die Punktzielanalyse, gut geeignet für die geometrische und radiometrische Kalibrierung sowie zur Überprüfung der Produktqualität,
ein Kalibrierbudgettool zur Ableitung der Leistung der SAR-Systemkalibrierung,
ein Alignmenttool zur Ableitung der Alignmentdaten für die Ausrichtung der Referenzziele auf den Satelliten,
ein Kampagnenplanungstool zur Abschätzung der Satellitenüberflüge und zur Vorbereitung eines effizienten In-Orbit-Kalibrierungsplans.
CALIX
Zeigt die Impulsantwortfunktion eines Punktziels in einem SAR-Bild und extrahiert in der Entfernung und im Azimut.
Ein Beispiel für diese Werkzeuge ist in der obigen Abbildung zu sehen, einem Screenshot von CALIX, der die Impulsantwortfunktion eines Punktziels in einem SAR-Bild zeigt, das in Entfernung und Azimut extrahiert wurde. Basierend auf dieser Punktzielanalyse können Messungen verschiedener Parameter der Impulsantwortfunktion abgeleitet werden, wie zum Beispiel die integrierte Punktzielenergie (zur Ableitung der absoluten Kalibrierfaktoren), das Verhältnis von Ziel zu Störsignal (zur Gewichtung der Kalibrierfaktorschätzungen) sowie Spitzenamplituden- und Phasenschätzungen im Falle von Mehrkanaldaten (zum Biespiel Quad-Pol). Darüber hinaus bietet CALIX Werkzeuge zur Analyse verteilter Ziele und zur geometrischen Kalibrierung (interne Verzögerung und Pixel-Lokalisierungsgenauigkeit, abgeleitet von genau vermessenen Zielen).
Neue Generation von passiven und aktiven Referenzzielen
DLR-Winkelreflektor
Ferngesteuerter DLR-Winkelreflektor mit einer Schenkellänge von 2,8 Meter.
Künstliche Punktziele sind ein wesentlicher Bestandteil der externen Kalibrierung und dienen als absolute radiometrische und geometrische Referenz. Sie werden hauptsächlich während der Inbetriebnahmephase für die ordnungsgemäße Kalibrierung und Verifikation eingesetzt. Die hohen Anforderungen an die radiometrische und geometrische Genauigkeit des SAR-Systems können nur mit hochgenauen und stabilen Punktzielen erreicht werden, deren Position auf der Erdoberfläche genau gemessen werden muss.
Bei Punktzielen unterscheidet man allgemein zwischen passiven und aktiven Zielen, je nach Manipulation des empfangenen Signals: Passive Ziele, wie zum Biespiel Winkelreflektoren, reflektieren lediglich das empfangene Signal, während aktive Ziele, so genannte Transponder, in der Lage sind, das zurückgesendete Signal zu verändern (zum Biespiel durch Verstärkung, Hinzufügen einer Verzögerung oder Änderung der Polarisation).
