La détection de cibles mobiles sur les images SAR - Mobile Target Detection on SAR Images

La détection de cibles mobiles sur les images SAR

Mobile Target Detection on SAR Images

Hubert Cantalloube Carole Nahum 

Office National d'études et de Recherches Aérospatiales, BP 72, 92322 Châtillon Cedex, France

Corresponding Author Email: 
cantallo@onera.fr
Page: 
265-284
|
Received: 
29 January 1997
| |
Accepted: 
N/A
| | Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

The synthesis of multiple look SAR images allows for speckle noise reduction through non-coherent summing. We present here a method for detection and localisation of moving targets derived from multiple look imaging. Its basis is to compute several single-look pushbroom images, then to search for pointwise reflections whose location and/or intensity vary from look to look.

The approach is validated with several examples . Raw signals were acquired with the RAMSES airborne experimental radar of the ONERA, during a MTI test-flight.

Theoretical limitation studies show the strong Zink between the multi-look method and more conventional MTI technics such as Doppler filtering (for radially moving targets) and time-frequency transforms (for detecting cross-range motions through their difference in Doppler frequency slope).

Résumé

La synthèse de plusieurs vues en imagerie SAR permet une diminution du bruit de speckle par sommation incohérente. Nous exposons dans ce document une méthode pour la détection des cibles mobiles fondée sur l'imagerie SAR multi-vues. Le principe est de calculer un ensemble de vues panoramiques pour des valeurs différentes du Doppler et de détecter par des techniques de traitement d'image classiques, des échos dont la position et/ou l'intensité varient d'une vue à l'autre.

La méthode est illustrée par de nombreux exemples . Les signaux bruts ont été obtenus au cours d'une campagne de mesure de la station RAMSÈS réalisée à l'ONERA.

L'étude des limitations théoriques montre que les méthodes de MTI plus classiques comme le filtrage Doppler (détection des cibles à vitesse radiale) ou les transformées temps-fréquence (détection des échos de pente Doppler atypique pour la mise en évidence de mouvements transversaux) ont un lien avec la méthode multi-vues proposée ici.

Keywords: 

SAR (synthetic aperture radar), moving targets indication, MTI, motion compensation, multi-look

Mots clés

SAR (radar à synthèse d'ouverture), cibles mobiles, MTI, compensation de mouvement, multi-vues

1. Introduction
2. Description De La Méthode
3. Validation De La Méthode
4. Limitations De La Méthode Et Persepectives
5. Conclusion
6. Annexe
  References

[1] Sicard D. MTI with wide beam antenna, Proceedings of PIERS'95, Seattle, Jail . 1995 .

[2] Barker D ., Baker C .J . Single Beam SAR MTI, Proceedings of SEE&IEEE SAR'93, Avril 1993 .

[3] Ouchi K On the multilook images of moving targets by synthetic aperture radar , IEEE trans . on antennas and propagation, Vol .AP-33, No 8, Août 1985 .

[4] Carrara W. Shadow-Tracking Algorithm for Moving Target Detection, SPIE Vol . 1101, Millimeter Wave and Synthetic Aperture Radar, 1989 .

[5] Cantalloube Hubert, Nahum Carole Synthèse d'images SAR à partir des signaux radar, ONERA RT 1/3775 SN BP 72, 92322, Châtillon (France), juil 1995 .

[6] Cantalloube Hubert, Nahum Carole Autofocusing of (Inverse) Synthetic Aperture Radar for Motion Compensation, NAECON Symposium ,Dayton U .S .A ., Mai 1996.

[7] Cantalloube Hubert, Nahum Carole Motion compensation and autofocus of range/Doppler or two-dimensional processing for airborne synthetic aperture radar, Aerospace science and technology, Vol . 02, Juil 98 .

[8] Niho Yoji G., Hudson Ralph E., Flanders Tammy L . Multiple discrete autofocus, US. patent 5,248,976 (sept 1993) .

[9] Bar-Shalom Yaakov Tracking and Data Association, Academic Press, (Vol. 1), Artech House (vol. 2) Boston 1992.

[10] Dezert Jean Vers un nouveau concept de navigation autonome d'engins . Un lien entre le filtrage à associations probabiliste de données et la théorie de l'évidence, Thèse doctorale Univ. Paris XI, ONERA Chatillon 1990.

[11] Cantalloube Hubert, Nahum Carole An original numerical method for autonomous navigation, SPIE 94 symp . on guidance and navigation avril 1994.

[12] Del Moral P., Noyer J.C ., Rigal G ., Salut G . Résolution particulaire et traitement non linéaire du signal : Applications radar/sonar, Traitement du Signal Vol. 12-4 1995.

[13] Barbarossa S. Detection and imaging of moving objects with synthetic aperture radars - Part 1 optimal detection and parametre estimation theory, IEE proc .-E Vol. 139-1, févr 1992 .

[14] Barbarossa S . Doppler-rate filtering for detecting moving targets with synthetic aperture radars, SPIE, Vol. 1101, millimeter wave and SAR 1989 .

[15] Moreira J. A new MTI-SAR approach using the reflectivity displacement method, IEEE trans. on geoscience and remote sensing, Vol. 33-5 sept 1995 .

[16] Le Chevalier François, Principes de Traitement des Signaux Radar et Sonar Masson, Paris (avril 1989).

[17] Klemm R . Adaptive clutter suppression for airborne phased array radars, IEEE proc. Vol 130-1 1983 .

[18] Richadson P.G . Analysis of the adaptive space time processing technique for airborne radar, IEE proc. radar, sonar navig. Vol. 141-4 1994 .

[19] Wang H . On adaptive spatial-temporal processing for airborne surveillance radar systems, IEEE trans. on aerosp . and elect. systems Vol. 30 1994.