UAV-basierte bi- und multistatische SAR-Interferometrie: Konzepte und Signalverarbeitung für zukünftige UAV-Schwärme

Die Auswirkungen des Klimawandels führen weltweit zu einem steigenden Bedarf an präzisen und flexibel einsetzbaren Fernerkundungssystemen. Synthetic Aperture Radar (SAR) ermöglicht hochauflösende Messungen der Erdoberfläche. In Kombination mit SAR-Interferometrie (InSAR) lassen sich aus Phasendifferenzen präzise digitale Höhenmodelle sowie zeitliche Veränderungen der Erdoberfläche, beispielsweise durch Bodenbewegungen oder Gletscherdynamik, ableiten.

Klassische SAR-Systeme auf Satelliten oder bemannten Flugzeugen liefern zwar eine globale Abdeckung, sind jedoch kostenintensiv und in ihrer zeitlichen Flexibilität begrenzt. Uncrewed Aerial Vehicles (UAVs) bieten hier eine vielversprechende Alternative. Sie ermöglichen SAR-Messungen mit hoher räumlicher Flexibilität und deutlich kürzeren Wiederholzeiten und eröffnen damit neue Möglichkeiten für experimentelle Messkampagnen und innovative Sensorkonzepte.

Ein besonders vielversprechender Ansatz ist die bi- und multistatische SAR-Interferometrie mit mehreren Plattformen (KoRaTo: https://www.uni-ulm.de/in/korato/). Dabei senden und empfangen unterschiedliche Radarplattformen gleichzeitig oder koordiniert Signale, wodurch neue geometrische Konfigurationen und Messmöglichkeiten entstehen. Während erste bi- und multistatische SAR-Experimente mit UAV-Systemen bereits erfolgreich durchgeführt wurden, ist die Übertragbarkeit dieser Konzepte auf interferometrische Anwendungen bislang nur teilweise verstanden. Insbesondere die Auswirkungen auf Signalverarbeitung, Systemarchitektur und Messgeometrie sind Gegenstand aktueller Forschung.

Ziel der Arbeit ist die Untersuchung ausgewählter Fragestellungen der bi- bzw. multistatischen SAR-Interferometrie mit UAV-basierten Radarsystemen. Dabei werden sowohl systemtechnische Aspekte wie mögliche Plattformformationen und zusätzliche Fehlereinflüsse als auch Fragestellungen der Signalverarbeitung betrachtet. Abhängig von der konkreten Ausrichtung der Arbeit können theoretische Analysen, die Entwicklung und Bewertung geeigneter Signalverarbeitungsansätze sowie experimentelle Untersuchungen mit Labor- oder UAV-Messdaten thematischer Schwerpunkt sein.