Prepas.org

Le site de l'UPS pour les Classes Préparatoires aux Grandes Écoles

Télécom ParisTech Signal et image radar : étude du traitement de "syntèse d'ouverture" et mise en pratique sous Scilab COMPLET le Lundi 22 avril 2013


Synopsis
La construction d'une image radar de type RSO (radar à synthèse d'ouverture) passe par une étape de filtrage adapté (liée à la nature du signal émis) et une étape de focalisation des données (appelée synthèse radar) qui est en pratique fondée sur le principe de la formation de voies en imagerie cohérente. Ces étapes seront présentées et détaillées sur le plan théorique, mais aussi expérimentées sur des stations informatiques et sur divers signaux réels (données du système radar satellitaire ERS, mais aussi données échographiques). La plateforme utilisée sera soit Scilab, soit Matlab.

Type de stage : Cours et travaux pratiques sous Scilab

Auditoire attendu : les professeurs de mathématiques supérieures et spéciales, en mathématiques, physique, chimie et informatique (inscription libre mais obligatoire).

COMPLET

Bilan du stage ici Lieu : Télécom ParisTech, 46, rue Barrault, 75013 Paris (comment venir?) .

Responsable pédagogique : Jean-Marie Nicolas

Contact : liesse@telecom-paristech.fr

Intervenants : Florence Tupin et Jean-Marie Nicolas, enseignants-chercheurs au département TSI de Télécom ParisTech.

Page Web de présentation : ici

Seuil d'ouverture / Numerus clausus : 5 / 20

Inscription (libre mais obligatoire) :
de préférence en ligne ici ou par mél à liesse@telecom-paristech.fr

Programme du 22 avril 2013

9h30 - 9h45 Accueil (Hall Barrault) par Yves Poilane, directeur de Télécom ParisTech

9h45 - 10h00 Présentation de la journée

10h00 - 12h30 Les principes de l'imagerie cohérente et de la synthèse d'ouverture radar.

Dans notre génération du "tout numérique", l'utilisation de systèmes cohérents (émission radar, sonar, signaux échographiques) permet de pallier les problèmes liés à la dimension (réduite) des antennes physiques grâce aux principes d'antenne synthétique. En effet, le fait de pouvoir archiver des signaux électromagnétiques ou acoustiques sous forme de données numériques permet leur utilisation par des calculateurs pour construire des images bien résolues qui auraient requis de très grandes antennes. C'est ainsi qu'en imagerie satellitaire, les systèmes radar imageurs, dont les antennes élémentaires ne donnent que des résolutions kilométriques sont conçus pour permettre la synthèse d'ouverture et ainsi donner des images dont la résolution finale sera de l'ordre du décamètre, voire du mètre pour les systèmes actuels Haute Résolution. On appelle ces systèmes des Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO).

L'objectif de la matinée sera de montrer les bases théoriques de ces systèmes actuels, quels sont les types de signaux émis et comment on obtient, par traitement de signal et traitement d'antenne, des images dont la résolution correspond bien aux attentes des utilisateurs de données de télédétection. Il est intéressant de remarquer que l'essentiel du problème réside dans la gestion de retards et dans le principe de la sommation cohérente (les données sont en général des valeurs complexes) : une approche dite temporelle montre que l'étape dite de formation de voies (c'est à dire l'utilisation d'un certain nombre de sous antennes pour construire une antenne synthétique) revient à gérer des retards. Aussi, les spécificités du traitement de signal (principalement liées au problème de l'échantillonnage, qui doit vérifier le critère de Shannon) trouvent ainsi une interprétation assez naturelle dans le plan complexe.

Il sera aussi nécessaire d'introduire une technique très classique de traitement de signal, appelé "compression d'impulsion", liée aux spécificités de l'émission de l'onde radar.

12h30 Buffet Déjeuner

14h00 - 16h30 Mise en applications sur des données réelles (satellite ERS) .

L'illustration de ces concepts sera mise en pratique sur des données réelles (satellite européen ERS et son radar AMI) en utilisant les logiciels comme Matlab et Scilab, bien adaptés à la gestion de données de type antenne. Les deux étapes requis pour la construction de l'image seront ainsi abordés :
* la compression d'impulsion, étape indispensable dans le cas des données radar ;
* la formation de voies, permettant de construire l'image finale. Dans cette étape, on pourra effectuer diverses hypothèses (champ proche, champ lointain) et vérifier, en regardant l'image finale, si ces hypothèses sont justifiées ou injustifiées. On pourra aussi analyser la robustesse de ces traitements aux hypothèses sous-jacentes (comme la distance entre la Terre et le satellite, la qualité des horloges utilisées, etc).
Il sera aussi possible d'effectuer ce type de traitement sur des données échographiques.

Les logiciels utilisables dans la salle de TP seront Scilab et Matlab (ce dernier possédant de meilleurs outils de visualisation pour les images).

16h30 Cocktail de clôture