RDA algorithm

RDA algorithm은 range, azimuth의 SAR 데이터를 효율적으로 처리하고 고해상도 이미지를 처리하는 알고리즘이다.

Range doppler domain

range, doppler 정보를 결합한 공간으로 이 공간에서 range와 doppler의 공간을 동시에 고려하는 domain이다.

RDA의 간단한 블록도이다.

range compression: raw 데이터를 FFT를 수행하고 matched filter 곱셈을 하고 마지막으로 IFFT로 시간영역으로 변환하는 부분이다.

Azimuth FFT: Azimuth 주파수 도메인으로 변환되면 이 데이터는 doppler 주파수 중심으로 정렬하여 doppler 중심축을 추정한다. 여기에서 물체의 움직임과 속도 정보를 추출한다.

RCMC(Range Cell Migration Correction): SAR 이미지를 생성하는 과정에서 지상의 한 지점의 레이더 신호에 의해 여러 번 반사되면서 다른 범위 셀에 기록되는 현상이 발생하는데 RCMC를 통해 이를 보정한다.

Azimuth Compression: 앞선 Azimuth FFT로 주파수 domain으로 바뀐 정보를 matched filter를 곱하여 대상 신호를 강조하고 노이즈를 감쇠한다.

이후 마지막으로 IFFT를 통해서 time domain으로 바꾸어 주며 정확한 위치를 추정한다.

Low squint(바로 위에서 바로 보는 경우)의 raw data이다.

이후 raw data에 range compression과정을 거치게 된다. A, B의 range가 같은 범위에 있기 때문에 위의 그림에서 볼 수 있듯이 A, B는 같은 직선상에 위치하고 C는 다른 위치에 있는 것을 알 수 있다. 이 정보를 통해 거리에 대한 정보를 얻게 된다.

다음단계로 azimuth FFT를 하는 과정이다. 이를 통해 data를 azimuth doppler domain으로 변환한다.

이 변환은 물체의 속도와 방향에 대한 정보를 얻을 수 있다.

이후 RCMC를 거치는 과정이다. RCMC를 적용하기 전에는 0,1,2에 대한 data가 기울기를 가지지만 RCMC 보정을 통해서 일자의 형태를 만들어준다.

azimuth compression을 하고 나서의 data이다. 이 그림은 target C에 대한 정보를 확대해서 표시하고 있다. C의 contour를 보게 되면 azimuth에서 약간은 기울어진 모습을 하고 있다. 이 case의 경우 low squint이기 때문에 약간의 기울기가 발생한다.

 

low squint의 경우에서 RDA 알고리즘에 어떻게 작용되는지 그림으로 간단하게 살펴보았다. high squint의 경우 위의 값들에 보정이 필요하며 SRC와 Option 2를 사용하여 RDA 알고리즘을 사용해야 한다.