GRK 2680:  Kooperative Apertursynthese für Radar-Tomographie (KoRaTo)

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437847244

Ziel des Graduiertenkollegs KoRaTo ist die Ausbildung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses auf dem erstmals erforschten Gebiet innovativer Techniken für die kooperative Apertursynthese zur Erfassung geophysikalischer Parameter in der Bio-, Geo-, Hydro- und Kryosphäre. Kooperative Apertursynthese bezeichnet tomographisch bildgebende Radarverfahren, bei denen aus einer Vielzahl von individuell mobilen, im Raum verteilten, nicht-kohärenten Sub-Radaraperturen durch neuartige kohärente Kooperationsverfahren großflächige bzw. großvolumige Radaraperturen synthetisiert werden. Die Sub-Radaraperturen werden von mobilen Flugrobotern (UAV – unmanned aerial vehicle) getragen, die sich in einem Schwarm bewegen. Erforscht werden sollen die folgenden vier Schwerpunkte: 1) Verfahren, um die nicht-kohärenten Sub-Radaraperturen auf verschiedenen UAVs räumlich und zeitlich kohärent zu koppeln, sodass kohärente, multistatische Radarmessungen für Tomographie und Interferometrie durchgeführt werden können; 2) Optimierte zeitvariante Aperturen, die durch die Bewegung mehrerer UAVs gemeinsam aufgespannt werden, sowie gemeinsam optimierte Bewegungstrajektorien; 3) Verfahren zur tomographischen Bildgebung in nichthomogenen Medien, ermöglicht durch die kooperative räumliche Apertursynthese; 4) Konzepte zur Daten-Haltung, -Übertragung und -Verarbeitung basierend auf Compressed Sensing Methoden und Ressourcenoptimierung für die Sensordaten der kooperativen Apertursynthese. Der avisierte kooperative Apertursynthese-Ansatz ermöglicht neuartige tomographische Radarbildgebungs-prinzipien und wird in KoRaTo erstmals erforscht und mit ersten Demonstrationen nachgewiesen. Er verspricht für die Radar-Fernerkundung in den Geowissenschaften – etwa zur Abbildung von dynamischen Prozessen in der Bio-, Geo-, Hydro- und Kryosphäre – eine völlig neue Qualität der Erdbeobachtung bzgl. Auflösung und Informationsgehalt. Ein Beispiel ist die räumlich korrekte, multiperspektivische, dreidimensionale Erfassung von optisch ganz oder teilweise verborgenen Strukturen in nichthomogenen Medien, wie etwa in Boden-, Schnee- und Eis-Bereichen oder in der Biomasse.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Universität Ulm
• Mitantragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Christian Waldschmidt
• beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Christian Damm; Professor Dr.-Ing. Robert Fischer; Professor Dr.-Ing. Gerhard Krieger; Professor Dr.-Ing. Robert Schober; Professor Dr.-Ing. Martin Vossiek