Korean Journal of Remote Sensing (대한원격탐사학회지)

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The Performance Analysis of an Airborne Radar Altimeter based on Simultaneously Acquired LiDAR Data

비행 시험을 통한 레이더 전파고도계 특성 분석

  • Received : 2012.12.04
  • Accepted : 2013.01.25
  • Published : 2013.02.28
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Abstract

The Radar altimeter transmits radio signals to the surface, receives the backscattered signals and measures the distance between the airplane and the nadir surface. The measurements of radar altimeter are affected by various factors on the surface below the aircraft. This study performed flight campaigns in June 2012 and acquired raw data from radar altimeter, LiDAR and other sensors. Based on the LiDAR DSM (Digital Surface Model) as a reference data, the characteristics of radar altimeter were analyzed in the respect of range and surface area affecting on the receiving power of the radar altimeter. Consequently, the radar altimeter was strongly affected by the surface area within beam width and reflectivity related to RCS (Radar Cross Section) rather than range.

레이더 전파고도계는 레이더 신호를 지표면으로 송신하여 반사되어 돌아오는 신호로 항공기에서 지표면까지의 거리를 측정하는 센서이다. 이러한 레이더 전파고도계의 특성 분석을 위하여 비행 시험을 통해 레이더 전파고도계와 LiDAR를 동시에 획득하여 LiDAR DSM을 레이더 전파고도계 분석을 위한 참조자료로 사용하였다. LiDAR로 획득한 지표면의 점 자료들은 격자로 보간하여 DSM을 제작하였다. 비행 시험은 2012년 6월에 수행하였으며, 레이더 전파고도계 자료에 대하여 레이더 방정식에서 거리(range) 및 RCS와 관련된 반사되는 지표면의 면적에 따른 특성 측면에서 해석하였다. 결과적으로 빔폭이 넓은 항공기용 레이더 전파고도계는 가까운 거리에 있는 최근점의 영향보다는 RCS와 관련이 있는 지표면의 면적이나 반사도에 더 많은 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있다.

Keywords

References

  1. Giles, K.A., S.W. Laxon, D.J. Wingham, D.W. Wallis, W.B. Krabill, C.J. Leuschen, D.D. McAdoo, S.S. Manizade, and R.K. Raney, 2007. Combined airborne laser and radar altimeter measurements over the Fram Strait in May 2002, Remote Sensing of Environment, 111(2-3): 182-194. https://doi.org/10.1016/j.rse.2007.02.037
  2. Hostetler, L.D. and R.D. Andreas, 1983. Nonlinear Kalman Filtering Techniques for Terrain-Aided Navigation, IEEE Transactions on Automatic Control, AC-28(3): 315-323.
  3. Jeong, S.H., J.-H. Yoon, M.-G. Park, D.-Y. Kim, C.-K. Sung, H.-S. Kim, Y.-H. Kim, H.-J. Kwak, W. Sun, and K.-J. Yoon, 2012. A performance analysis of terrain-aided navigation (TAN) algorithms using interferometric radar altimeter, The Korean Society for Aeronautical and Space Science, 40(4): 285-291 (in Korean with English abstract). https://doi.org/10.5139/JKSAS.2012.40.4.285
  4. Kim, H.S., C.-K. Sung, and K.J. Yoo, 2011. Simulation for the TRN using Interferometric Radar Altimeter and PMF, Proc. of 2011 KSAS Spring Conference, Apr., pp. 212-216 (in Korean with English abstract).
  5. Kim, Y.H., M.J. Yoo, K.J. Yoo, J.-S. Yoon, and H.J. Kwak, 2012. Characteristic analysis of RADAR altimeter for developing the algorithm of the Terrain Referenced Navigation, Proc. of 2012 Conference on Surveillance, Reconnaissance and Information, DaeJeon, Jul.
  6. Moore, R.K. and C.S. Williams, Jr., 1957. Radar terrain return at near-vertical incidence, Proc. of the IRE, Feb., vol. 45, pp. 228-238.
  7. Raney, R.K. and C.J. Leuschen, 2004. Simultaneous laser and radar altimeter measurements over land and sea ice, Proc. of 2004 International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Sep. 20-24, vol. 1, pp. 676-678.
  8. Yuan, G., H, Zhang, K. Yuan, and L. Zhu, 2012. Improved SITAN algorithm in the application of aided inertial navigation, Proc. of 2012 International Conference on Measurement, Information and Control (MIC), May 18-20, pp. 922-926.

Cited by

  1. A Study on the Longitudinal and Lateral Errors of Air Vehicle Heading for Auto-landing vol.2, pp.2, 2013, https://doi.org/10.11003/JKGS.2013.2.2.115
  2. GPS/DME 통합항법시스템에서 전파고도계의 효과적인 사용 vol.19, pp.2, 2016, https://doi.org/10.9766/kimst.2016.19.2.272
  3. 광 지연선을 이용한 FMCW 전파고도계 시뮬레이터 개발 vol.28, pp.3, 2013, https://doi.org/10.5515/kjkiees.2017.28.3.208
  4. 드론용 W-대역 레이다 고도계 vol.30, pp.4, 2013, https://doi.org/10.5515/kjkiees.2019.30.4.314