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• Coerenza del segnale
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• Tomografia 3D

L’impiego di sistemi satellitari avanzati formation flying di tipo tandem o companion, caratterizzati da un processing tomografico SAR 3D di tipo correlative, basato su dati di correlazione spaziale multibaseline, si sta rivelando sempre più emergente all’interno di vari contesti, in particolare in quello forestale. In questo ambito, uno scenario tipico che si va a presentare è quello di scatteratori volumetrici soggetti all’azione del vento su scale di tempo molto brevi, dell’ordine di frazioni di secondo. In un contesto di questo tipo si è rivelato importante andare ad investigare fenomeni parassiti quali quelli di decorrelazione temporale a breve termine (short-term decorrelation), che possono impattare il processing tomografico di tipo correlative.
All’interno del progetto di tesi, lo studio di questi fenomeni, non ancora portato avanti in maniera approfondita all’interno di campagne ESA, è stato investigato a fondo sotto vari aspetti. Nello specifico, ci si è proposti di caratterizzare la decorrelazione temporale a breve termine con l’obiettivo finale di poter permettere una definizione più accurata e funzionale dell’inviluppo operativo dei sistemi tandem.
La short-term decorrelation è stata caratterizzata dal punto di vista statistico attraverso un’analisi di tipo Diff-Tomo 4D a partire da dati reali acquisiti all’interno della campagna di misura UniPi PisaScat tramite un miniradar array basato a terra capace di effettuare ripetuti beamforming sul piano verticale ad un rate molto elevato. I dati, relativi allo scattering proveniente da alcuni elementi arborei presenti in periferia di Pisa, sono stati acquisiti in due condizioni di vento diverse. I dataset disponibili sono stati elaborati in ambiente MATLAB con l’obiettivo di caratterizzare il fenomeno di decorrelazione temporale a breve termine attraverso delle analisi di tipo height-varying e temporale.
Le analisi hanno avuto in particolare l’obiettivo di caratterizzare i tempi con cui lo scattering radar si decorrela alle varie quote. Da queste analisi è emerso, come atteso, che il fenomeno di decorrelazione temporale interviene alle varie quote in tempi dell’ordine di frazioni di secondo, diversi quota per quota, e può quindi impattare i sistemi tandem e i relativi prodotti tomografici a seconda del time-lag satellitare della coppia.
Un altro tipo di analisi che è stata condotta all’interno del progetto di tesi ha permesso di ricavare delle statistiche di tipo tempo-evolvente.
In seguito, oltre alle analisi di tipo height-varying, sono state portate avanti anche delle analisi di tipo ensemble, che non tiene conto della separazione delle varie quote, ma si basa sull’acquisizione del volume dello scattering nel suo insieme.
Tutte le analisi riportate sono state ricavate per un caso di vento forte (light breeze) e un caso di vento leggero (light air). Dai risultati è emerso che, come atteso, il caso di vento forte è il più critico, in quanto le chiome sono soggette all’azione del vento in misura maggiore; la short-term decorrelation impatterebbe quindi maggiormente in una situazione in cui il vento ha velocità elevata.
Le analisi ricavate sono state infine ottenute anche a valle di una variazione della geometria di acquisizione in range.
Le analisi sul fenomeno di decorrelazione temporale a breve termine portate avanti, le relative caratterizzazioni e interpretazioni fisiche riportate e i metodi di stima messi a punto che le hanno generate, possono risultare importanti all’interno degli emergenti programmi e missioni satellitari tandem, come ad esempio LuTan-1, già operativa (come TanDEM-X), e di tipo SAOCOM-CS-like come ad esempio ROSE-L-CS, e DART, in fase di pianificazione o sviluppo.