Systemkomponenten zur simultanen Radar-Ortung und Radar-Bildgebung mit autonomen Robotern und Fluggeräten

In dieser Arbeit wird ein System zur simultanen Radar-Bildgebung und Radar-Ortung für unbemannte Land- und Luftfahrzeuge erfoscht sowie die dazu nötigen Komponenten entwickelt und aufgebaut. Dazu zählen ein bildgebendes Primärradarsystem, regenerative Sekundärradartransponder, ein darauf aufbauendes ad-hoc Ortungsnetz LAOLa und die UAV-Erprobungsplattform HeliSAR.

Die Systemkomponenten wurden in verschiedenen Anwendungen auf die Probe gestellt. Im Rahmen des DLR-Forschungsprojekts LAOLa wurden die Sekundärradartransponder als stationäre Funkbojen zur 3D-Ortung eines UAVs verwendet und erfolgreich evaluiert. Das Primärradar-System wurde sowohl mit einem unbemannten Landfahrzeug als auch mit einem Luftfahrzeug erprobt. Für letzteres wurde im Rahmen dieser Arbeit eine eigene UAV-Plattform, HeliSAR, entworfen und aufgebaut. Mit dieser war es möglich, erste Messflüge mit den Primär- und Sekundärradarkomponenten durchzuführen und diese auf ihre Tauglichkeit für echte Anwendungen zu testen.

Zuletzt wurde das eigentliche Bildgebungsverfahren mit einem unbemannten Roboter evaluiert, der mit dem Primärradarsystem ausgestattet war. Hierfür wurde weiter ein Ortungsnetz bestehend aus zwei Transpondern aufgebaut, mit denen der Roboter seine Position und Pose relativ zu ihnen bestimmen konnte. Das Bildgebungsverfahren arbeitet auf Subaperturbasis. Das bedeutet, dass eine Reihe von kleinen synthetischen Aperturen prozessiert wird und diese später in eine globale Karte eingetragen werden. Dieses Verfahren wurde erfolgreich mit einer Messung erprobt, womit eine simultane Radar-Ortung und Radar-Bildgebung der Umgebung erreicht werden konnte.