ROZHODNUTÍ ČÍSLO 7 SMLOUVY O OTEVŘENÉM NEBI
METODIKA URČOVÁNÍ POZEMNÍ ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOSTI RADARU S BOČNÍM
VYZAŘOVÁNÍM TYPU SAR
Smluvní strany Smlouvy o otevřeném nebi se podle ustanovení Dodatku 1 k Příloze D, část I, odstavec 4 a Přílohy D, Dodatek 1, část III, odstavec 5 Smlouvy o otevřeném dohodly takto:
DEFINICE VÝRAZŮČást I.
Následují definice výrazů použitých v tomto Rozhodnutí:
- 1. Výraz “azimut” označuje směr rovnoběžný s dráhou letounu.
- 2. Výraz “šikmý dosah” označuje vzdálenost kolmou ke dráze letounu v šikmé rovině.
- 3. Výraz “obraz” označuje dvojrozměrný (šikmá vzdálenost a azimut) soubor zpracovaných vzorků amplitudy radiolokátoru.
- 4. Výraz “počáteční údaje”, známý též jako “souborné hrubé údaje” nebo “radiohologram”, označuje údaje zaznamenané na magnetické médium radarem SAR před zpracováním údajů do obrazu.
- 5. “Radarový průřez” koutového odrážeče se vypočítává podle následujícího vzorce:
kde: RCS je radarový průřez koutového odrážeče v m2;
a je délka každé vnitřní hrany koutového odrážeče v m; a
l je pracovní vlnová délka radaru SAR v m;
RCS může být vyjádřen v decibelech (dB) podle následujícího vzorce:
kde: hodnota O dB se vztahuje k 1 m2.
- 6. Výraz “impulsní odpověď” označuje odpověď radaru SAR na radarový signál odražený od trojstěnného koutového odrážeče.
- 7. Výraz “amplituda”, označovaný též jako “hodnota signálu výstupu radaru SAR”, označuje druhou odmocninu výkonu nebo intenzity radarového vzorku.
- 8. Výraz “prostorová rozlišovací schopnost” označuje šířku v šikmém dosahu a azimutu na úrovni 0,707 násobku maxima dvojrozměrné Gaussovy plochy určené pěti radarovými vzorky odebranými z hlavního laloku impulsní odpovědi nebo z blízkosti hlavního laloku.
- 9. Výraz “pozemní rozlišovací schopnost” označuje prostorovou rozlišovací schopnost v šikmé vzdálenosti a azimutu vyjádřenou v metrech.
- 10. Výraz “úroveň citlivosti” označuje radarový signál téže amplitudy jako je průměrná amplituda výstupního šumu radaru SAR.
- 11. Výraz “úroveň nasycení” označuje nejsilnější radarový signál, jehož amplituda je zmenšená na nejvýše 0.707 násobek amplitudy ideální lineární odpovědi pro daný RCS.
- 12. Výraz “dynamický dosah” označuje poměr úrovně nasycení a úrovně citlivosti odražených radarových vzorků s ohledem na celý SAR systém a omezení záznamového systému.
Hodnota může být vyjádřena v decibelech podle vzorce:
kde: Amax je amplituda úrovně nasycení;
Amin je amplituda úrovně citlivosti
- 13. Výraz “prostorový činitel velikosti v azimutu” označuje vzdálenost v metrech v azimutu na zemském povrchu mezi dvěma po sobě jdoucími radarovými vzorky.
- 14. Výraz “prostorový činitel velikosti v šikmé vzdálenosti” označuje vzdálenost v metrech na šikmé rovině mezi dvěma po sobě jdoucími radarovými vzorky.
- 15. Výraz “vedlejší lalok” označuje jakoukoliv hodnotu radarové odezvy nalezenou v impulsní odpovědi ve vzdálenosti větší než 1,4 násobek prostorové rozlišovací schopnosti z pozice maximální amplitudy hlavního laloku.
- 16. Výraz “maximální vedlejší lalok” označuje největší vedlejší lalok, který se nachází v impulsní odpovědi.
- 17. Výraz “integrovaný výkon vedlejších laloků” označuje celkový výkon impulsní odpovědi ve všech vedlejších lalocích až do rozsahu nestlačeného radarového impulsu v rozsahu i azimutu.
- 18. Výraz “integrovaná úroveň vedlejších laloků” označuje druhou odmocninu poměru integrovaného výkonem vedlejších laloků jedné impulsní odpovědi a výkonem této impulsní odpovědi v hlavním laloku.
- 19. Výraz “úroveň nejednoznačnosti” označuje druhou odmocninu poměru maximálního výkonu nejjasnějšího klamného cíle na radarovém obraze a maximálního výkonu skutečného obrazu tohoto cíle.
VLASTNOSTI SESTAVY KALIBRAČNÍCH TERČŮČást II.
Sestava kalibračních terčů k měření pozemní rozlišovací schopnosti radaru SAR v průběhu certifikačních či ukázkových letů má podle Dodatku 1 k Příloze D, část I, odstavec 4 Smlouvy o otevřeném nebi následující vlastnosti:
- 1. Každý koutový odrážeč je vyroben z materiálu odrážejícího radarové vlny.
Tři vnitřní plochy trojstěnného odrážeče jsou navzájem kolmé.
Délka každé vnitřní hrany koutového odrážeče je zhotovena s přesností 2 mm, úhel mezi vnitřními plochami má přesnost 0,5° nebo 0,1 násobek pracovní vlnové délky radaru SAR napříč každé části otvoru.
Každý koutový odrážeč je umístěn ± 3 ° kolmo ke směru letu a v optimálním elevačním úhlu k horizontále SAR, jehož pozemní rozlišovací schopnost se určuje.
- 2. Každá sestava kalibračních terčů se skládá z určitého počtu trojstěnných koutových odrážečů s různými RCS umístěnými na rovné ploše, např. na nízké trávě, betonu a asfaltu, zajišťující průměrné pozadí RCS mezi -25 až - 30 dB na m2.
Každý koutový odrážeč je postaven tak, aby účinek vícedráhového šíření radarových signálů ve směru RCS koutového odrážeče byl omezen na přiměřenou míru.
Každý koutový odrážeč musí být nastavitelný v azimutu a ve zdvihu, aby bylo umožněno optimální zobrazení.
Při umísťování každého koutového odrážeče je třeba dbát na polohu ostatních odrážečů v sestavě, aby jeho radarový stín nerušil radarový odraz ostatních koutových odrážečů.
Při umístění každé sestavy vzhledem k jakékoliv jiné sestavě je třeba dbát na to, aby neodcházelo k rušení radarových odrazů jakékoliv jiné sestavy.
V okolí sestav nesmí být žádné překážky nebo předměty, které by mohly rušit radarový odraz jakéhokoliv koutového odrážeče sestavy.
- 2. Sestava kalibračního terče k měření linearity amplitudní odpovědi radaru SAR sérii koutových odrážečů, jejichž RCS v decibelech roste lineárně, se skládá z nejméně dvanácti samostatných koutových odrážečů umístěných v přímce.
Sestava je umístěna v úhlu 45° k letové dráze letounu.
Vzdálenost mezi jednotlivými koutovými odrážeči je stejná a dosahuje 30 až 50 m.
RCS jednotlivých koutových odrážečů se zvětšuje o stejný přírůstek 5 dB od minima nejvýše - 10 dB až do maxima nejméně 45 dB.
Rozměry každého koutového odrážeče musí vyhovovat radarům SAR s pracovní vlnovou délkou 0,03 - 0,05 m.
- 4. Sestava kalibračního terče k měření pozemní rozlišovací schopnosti radaru SAR se skládá z 9 samostatných koutových odrážečů umístěných do čtverce ve třech řadách po třech.
Jedna diagonála čtverce je kolmá na letovou dráhu letounu.
Vzdálenost mezi dvěma sousedními koutovými odrážeči v sestavě kalibračního terče je stejná a dosahuje 100 - 120 m.
Koutové odrážeče v sestavě mají stejný RCS, který je v rozsahu 15 - 30 dB a je minimálně o 40 dB vyšší než skutečné RCS pozadí.
Rozměry koutových odrážečů musí vyhovovat radarům SAR s pracovní vlnovou délkou 0,03 - 0,05 m.
ANALÝZA ÚDAJŮ SHROMÁŽDĚNÝCH V PRŮBĚHU CERTIFIKAČNÍHO ČI UKÁZKOVÉHO LETUČást III
- 1. Pro analýzu údajů shromážděných v průběhu certifikačního či ukázkového letu jsou podle Přílohy D, Dodatek 1, část II, odstavec 5 Smlouvy o otevřeném nebi zavedeny tyto postupy:
Pozemní rozlišovací schopnost radaru SAR umístěného v pozorovacím letounu se určuje jak v azimutu, tak v šikmém dosahu při použití údaje shromážděných z obrazů trojstěnných koutových odrážečů umístěných v sestavě v souladu s podmínkami v části II.
- 2. Impulsní odpověď se zaokrouhluje vyrovnávací funkcí v souladu s následující metodikou:
- A) Počáteční údaje se zaznamenávají na magnetická média. Z počátečních údajů se vypracuje jednoduché amplitudové zobrazení každého koutového odrážeče pomocí algoritmu zobrazení a uloží se na magnetické médium.
- B) Nejvyšší hodnota amplitudy a po dvou hodnotách amplitudy z každé strany nejvyšší hodnoty jak šikmého dosahu, tak azimutu, jež mohou být použity jako hlavní lalok, se vydělí z obrazu koutového odrážeče a vytvoří pětiprvkový kříž představující impulsní odpověď radaru SAR.
- C) Profil vyrovnávací amplitudy se vytvoří určením dvojrozměrné Gaussovy funkce procházející přes pět samostatných hodnot získaných v odstavci 2(B).
Profil vyrovnávací amplitudy získaný podle odstavce 2(C) a ležící na čarách procházejících přes původní radarové vzorky nejbližší maximální amplitudě a přes jednotlivé hodnoty získané v odstavci 2(B) se uloží na pevný disk a opticky na videozáznam.
Pět radarových vzorků z obou stran střední hodnoty v šikmém dosahu a v azimutu se rovněž vyznačí do tohoto grafu.
- 3. Impulsní odpověď se v průběhu certifikace interpoluje pomocí Fourierovy transformace v souladu s následující metodikou:
- A) Amplitudové hodnoty vytvářející čtverec 16x16 v šikmém dosahu a v azimutu, v jehož středu se nachází koutový odrážeč, se uloží do dvojrozměrného pole.
- B) Pole získané podle pododstavce 3(A) se podrobí dvojrozměrné Fourierově transformaci.
- C) Počet prvků v tomto poli, jež bylo podobeno Fourierově transformaci v pododstavci 3(B), se zvětší šestnáctinásobně v každém rozměru vložením nulové hodnoty do středních prvků tohoto pole podrobeného Fourierově transformaci.
- D) Toto pole, které se skládá z 256 x 256 prvků, se podrobí dvojrozměrné inverzní Fourierově transformaci.
- 4. Hodnoty amplitudy v šikmém dosahu a v azimutu získané v pododstavci 3(D) ležící na čarách procházejících původními radarovými vzorky nejbližšími maximální amplitudě se uloží na pevný disk s lineární interpolací mezi interpolovanými radarovými vzorky.
Amplitudová linearita radaru SAR se určí pomocí údajů získaných z jakéhokoliv obrazu nejméně dvanácti koutových odrážečů umístěných v lineární sestavě v souladu s podmínkami v odstavci 3, části II.
Údaje se vyhodnotí v souladu s následující metodikou:- A) Profil vyrovnávací amplitudy každého koutového odrážeče v lineární sestavě, který je rozpoznatelný na zpracovaném snímku, se zhotoví podle postupů uvedených v odstavci 2 výše.
- B) Maximální hodnota každé impulsní odpovědi se určí z profilů vyrovnávací amplitudy získaných v pododstavci 4(A).
- C) Maximální amplitudy určené v pododstavci 4(B) se zanesou proti hodnotě druhé odmocniny RCS příslušného koutového odrážeče.
- D) Lineární část jednotlivých bodů vynesených v pododstavci 4(C) se spojí přímkou.
- E) Graf získaný v pododstavci 4(D) se použije k výpočtu citlivosti a úrovně nasycení radaru SAR.
- E) Graf získaný v pododstavci 4(D) se použije ke korekci linearity amplitudní odpovědi radaru SAR mezi vypočítanými úrovněmi citlivosti a nasycení
- 5. Prostorová rozlišovací schopnost radaru SAR se určí pomocí údajů získaných z obrazu devíti koutových odrážečů rozmístěných do čtverce v souladu s podmínkami v odstavci 4 části II.
Údaje se vyhodnotí v souladu s následující metodikou:- A) Pro každý z devíti koutových odrážečů v sestavě se sestrojí profil vyrovnávací amplitudy v souladu s postupem uvedeným v odstavci 2 výše.
- B) Vzdálenost mezi středy dvou koutových odrážečů na obou koncích úhlopříčky sestavy na zemi, měřená s přesností 1 m (v šikmém dosahu s ohledem na úhel sklonu), se vydělí počtem intervalů mezi příslušným počtem radarových vzorků v obraze k určení prostorového činitele velikosti v šikmém dosahu a v azimutu.
- C) Šířka křivek v šikmém dosahu a v azimutu na úrovni 0,707 maxima amplitudy se měří podle vzdálenosti mezi radarovými vzorky pro každý profil vyrovnávací amplitudy získaný v pododstavci 5(A).
- D) Průměr devíti hodnot azimutu a průměr devíti hodnot šikmého dosahu získaných v pododstavci 5(C) se převede na vzdálenost v metrech vynásobením prostorových činitelů velikosti azimutu určených v pododstavci 5(B).
- 6. Přesnost určení pozemní rozlišovací schopnosti za použití Gaussovy aproximace v odstavci 5 a hodnoty bočních laloků úplné impulsní odpovědi se určí pomocí údajů shromážděných z obrazu jednoho z devíti koutových odrážečů sestavených do čtverce v souladu s podmínkami v odstavci 4 části II.
Údaje se vyhodnotí podle následující metodiky:- A) Pro jeden z devíti koutových odrážečů v sestavě se sestaví interpolovaný amplitudový profil v souladu s postupy uvedenými v odstavci 3 výše.
- B) Šířka křivek v šikmém dosahu a v azimutu na úrovni 0,707 násobku maximální amplitudy se měří vzdáleností mezi radarovými vzorky interpolovaného amplitudového profilu získaného v pododstavci 6(A).
- C) Jestliže se průměrná šířka křivek získaných v pododstavci 5(C) liší maximálně o 5% od hodnoty získané v pododstavci 6(B), pak je Gaussova aproximace dostatečně přesnou aproximací pro určení prostorové rozlišovací schopnosti.
- D) Jestliže se průměrná šířka křivek získaných v pododstavci 5(C) liší o více než 5% od hodnoty získané v odstavci 6(B), potom je třeba získat interpolovaný amplitudový profil každého z devíti koutových odrážečů a použít ho pro výpočet prostorové rozlišovací schopnosti v souladu s postupy uvedenými v pododstavcích 5(B) a 5(D) výše.
- E) Maximální hodnota bočních laloků radaru SAR se určí z interpolovaného profilu získaného v odstavci 6(A) výše.
- F) Úroveň integrovaného bočního laloku se vypočítá z údajů výrobce, které poskytne smluvní strana provádějící certifikaci.
- G) Stupeň nejednoznačnosti se vypočítá z údajů výrobce, které poskytne smluvní strana provádějící certifikaci.
- 7. Pozemní rozlišovací schopnost radaru SAR je prostorová rozlišovací schopnost v metrech v šikmém dosahu a v azimutu získaná buď podle pododstavce 5(D) či pododstavce 6(D).
Toto Rozhodnutí vstoupí v platnost současně se Smlouvou o otevřeném nebi a bude mít stejné trvání jako Smlouva.
Rozhodnuto ve Vídni na zasedání Konzultativní komise otevřeného nebe, dne 10. prosince 1992 v každém ze šesti jazyků uvedených v článku XIX Smlouvy o otevřeném nebi, přičemž všechna znění mají stejnou platnost.