Bakgrunn
FFI undersøker forskjellige metoder for passivt å lokalisere radarer på sjø og land og i
lufta. En passiv sensor alene kan som regel finne retningen til radarer den detekterer;
flere sensorer sammen kan også finne posisjonen ved krysspeiling eller ved andre
metoder. En slik annen tenkt metode ble beskrevet for to fly på en konferanse i USA i
1976. Den foreslo å kombinere differansen i målt ankomsttid og målt frekvens på
radarpulser mottatt i de to flyene. Prinsippet kan også tenkes benyttet med målinger
fra to mikrosatellitter i samme bane et stykke fra hverandre. Målingene i forslaget fra
1976 kan betegnes TDOA («Time Difference Of Arrival») og LBI («Long Baseline
Interferometry»). LBI tenkes her gjort ved å måle endringen i fasedifferansen mellom
fortløpende pulser fra en radar mottatt i satellittene, som da gir frekvensdifferansen.
Oppgave
Denne oppgaven er tenkt å gi bedre forståelse av metoden for en mulig framtidig
realisering på planlagte satellitter (se https://www.ffi.no/en/news/dutch-norwegiancollaboration-on-nanosatellites). Eksempler på problemstillinger er hvor nøyaktig en
må måle TDOA og fasedifferanse og hvordan dette eventuelt kan realiseres. Fasedifferanse måles innenfor 2pi; kan en få problemer med flertydighet i antall 2pi mellom
radarpulser? Hva betyr eventuelt flertydighet for geolokalisering, og finnes det muligheter for å løse opp slike? Er det visse måleretninger i forhold til satellittenes bane
som er mer fordelaktige eller problematiske enn andre?
Mulige arbeidsmomenter
A. Beskrive estimeringsproblemet på bakgrunn av tilgjengelig litteratur som også
kandidaten bidrar til å finne, presentasjonsartikkelen fra 1976 kan inngå her.
B. Lage modeller for de essensielle måleforholdene for å simulere og illustrere
resulterende observasjonsverdier i forskjellige geometriske forhold.
C. Tilpasse eksisterende teoretiske beregningsmodeller og Matlab-kode for
oppnåelig estimeringsnøyaktighet med CRLB (Cramer Rao Lower Bound).
D. Forsøke å inkludere praktiske feilkilder som referansefeil i beregningsmodellen
med CRLB.
E. Lage program som geolokaliserer radarer fra simuleringsdata i B, og verifisere
CRLB-analysene med Monte Carlo simuleringer av geolokalisering i C.
F. Gi en oversikt av betydningen av de viktigste parameterne for at metoden kan
realiseres og hvilken posisjonsnøyaktighet en kan forvente å oppnå.
Oppgaven kan tilpasses i samarbeid mellom FFI og undervisningsinstitusjonen. For å
bli vurdert for studentoppgave ved FFI må en kunne vise til gode resultater. Se mer på
https://www.ffi.no/jobb-og-karriere/student/studentoppgaver
Kontaktperson
Forsker Tore Smestad, e-post: tore.smestad@ffi.no, tlf: 6380 7377, mobil: 938 03 618
