NO337289B1 - Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse - Google Patents
Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse Download PDFInfo
- Publication number
- NO337289B1 NO337289B1 NO20111748A NO20111748A NO337289B1 NO 337289 B1 NO337289 B1 NO 337289B1 NO 20111748 A NO20111748 A NO 20111748A NO 20111748 A NO20111748 A NO 20111748A NO 337289 B1 NO337289 B1 NO 337289B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- oil
- phase
- radar
- sea surface
- vertical
- Prior art date
Links
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 title claims description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 38
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/024—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
- G01S7/025—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects involving the transmission of linearly polarised waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
- G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
- G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
- G01N33/1826—Organic contamination in water
- G01N33/1833—Oil in water
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Bakgrunn
Bestemmelse av et oljeutslipps størrelse og kvalitet er en prioritert oppgave for effektiv bekjempelse av oljeforurensing, ref. "Forskrift om utføring av aktiviteter i petroleumsvirksomheten":
§ 57. Fjernmåling av akutt forurensning
Operatøren skal etablere fjernmålingssystem som gir tilstrekkelig informasjon til å sikre at akutt forurensning fra innretningen raskt blir oppdaget og kartlagt slik at utslippsmengde og spredning kan fastslås. Fjernmålingssystemet skal ses i sammenheng med regionale fjern mål ingsplaner som nevnt i denne forskriften § 78.
I følge veiledningsteksten til ovennevnte paragraf fremgår det bl.a følgende:
• Med fjernmåling menes et system som uavhengig av sikt, lys og værforhold kan oppdage og kartlegge posisjon, areal, mengde og egenskaper til akutt forurensning.
• For at fjernmålingssystemet skal oppdage akutt forurensning av betydning,
bør området rundt innretningen fjernmåles regelmessig. Dette innebærer at responstid for fjernmåling ikke bør overstige minste drivtid til sårbare ressurser ved kysten, på havoverflaten eller i vannsøylen.
I følge Norsk Oljevernforening For Operatørselskap (NOFO) definerer Klima- og forurensningsdirektoratet (Klif) responstiden til ned mot 3 timer.
Dagens sensorer er tradisjonelle X-bånds navigasjons-radarer med spesialtilpasset signal - og data - prosessering samt infrarødt kamera. Infrarøde kamera har begrensninger ved høy luftfuktighet og dårlig sikt, f.eks. tåke, nedbør (regn, snø), mens X-bånds radarer har begrensninger ved stille hav, dvs. vindhastigheter mindre enn ca 3 m/s. På bakgrunn av forsterkede krav fra Klif ift responstiden er det derfor aktuelt å utvikte en ny radar med rekkevidde opp til ca 2000 m som kan bestemme både oljeutslippets størrelse og tykke!sesfordeling under de fleste værforhold. Radaren skal stå på plattformer der høyden skal være 50 - 70 m over havet.
En gjennomgang av publiserte artikler omkring deteksjon av olje på sjøen viser at kontrasten øker ved økende frekvens, oljetykkelse og oljetype [1]. Det kan derfor være aktuelt å benytte en høyere frekvens enn eksisterende radarer på X-båndet for å forbedre deteksjonen av olje på sjøen. En høyere frekvens vil også kunne gi en bedre romlig oppløsning ved at antenneloben blir smalere, samt forbedre signal - støy forholdet. ISPAS har tidligere gjennomført studier av de statistiske egenskapene av sjø som funksjon av avstandsoppløsning og frekvens ved bakkebasert radar [2], [3] og [4] og anser at en høyere frekvens, f.eks 1S.S GHz med vertikal polarisasjon, bør gi gode resultater.
ISPAS AS har gjennomført testmåtinger i Kystverkets basseng 6-12 april 2010 [5]. Hensikten med målingene var å undersøke potensialet for radaren før en eventuell utvikling av en operasjonell radar ble bestemt.
Målingene av olje på vann i Kystverkets basseng demonstrerte at oljen kan detekteres på sjøen ved stille sjø og små bestrykningsvinkler. Målingene har også påvist effekten av fasen ved overgang mellom rent vann og olje.
US-patent 7898459 B2 beskriver en værradar som på samme måte som foreliggende oppfinnelse sender ut dual-polarization HH og VV-bølger mot et værsystem, ikke en sjøoverftate som i foreliggende oppfinnelse. Utsendelsen av HH og VV veksler. US-patentet beskriver i likhet med foreliggende oppfinnelse at HH- og VV- pulsparene mottas og prosesseres, men på en annen måte enn i foreliggende oppfinnelse, og med et helt annet formål, nemlig detektering av stormceller, mens vi ønsker å detektere olje på vann, dernest kanskje kvantifisere tykkelsen av oljen. Internasjonal PCT-patentsøknad WO2010052530 omhandler en metode for radar-radiometer-systemer for jordoverflate- og atmosfærisk fjernmåling, PCT-søknaden beskriver en antenne, en første sendermodul ved en første frekvens, en første mottaker form mottak av ko-polariserte komponenter av reflekterte radarsignaler ved den første frekvensen,, en andre radarmottaker for mottak av krysspolariserte komponenter, en referanse-signalmodul for dannelse av et referansesignal, første og andre radiometriske mottakere for kopolariserte og krysspolariserte komponenter av ekte radiotermiske signaler, en første normaliserings- og kalibreringsmodul, en synkroniserer for de ovennevnte, en andre sendermodul for å danne pulssignaler på en andre frekvens, en tredje radarmottaker for kopolariserte komponenter på den andre frekvensen, en fjerde radarmottaker for krysspolariserte komponenter på den andre frekvensen, en tredje og fjerde radiometrisk mottaker for ko- og krysspolariserte komponenter av ekte radiotermiske signaler på den andre frekvensen, en andre normaliserings- og kalibreringsmodul, og en prosesseringsmodul.
Hambaryan et al har i en artikkel fra Oceans, Proceedings of MTS/IEEE, 18-23 Sept. 2005, "A measuring compiex of polarimetric combined radar-radiometers of S- and Ku-band of frequencies for vessel and airborne application", beskrevet en overvåkningsmetode basert på en kombinasjon av dobbeltpolariserings-enheter, aktive/passive "S"- og "Ku" - båndfrekvenser for å måle sjøoverflatens mikrobølge-refleksjons/emisjonsegenskaper.
De gjennomførte målingene ifølge oppfinnelsen bekrefter således konseptet og demonstrerer muligheten for å detektere olje på vann under rolige sjøtilstander samt estimere oljetykkelsen. I tillegg er det sannsynlig at radaren gir bedre ytelse for deteksjon av emulgert olje og olje på vann ved bølger enn tradisjonelle X-bånds radarer.
Løsning på problemet, kort sammendrag av oppfinnelsen
Oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å detektere olje på sjøen ved hjelp av en frekvensmodulert continuous-wave oljeutslippsradar med en sender- og mottakerantenne,karakterisert vedfølgende trinn: - sender- og mottakerantennen rettes mot en sjøoverflaten i radarens nærområde ut til en avstand av 2000 m under en bestrykningsvinkel på mellom 1 og 20 grader - senderantennen sender continuous-wave med frekvens på 15,5 GHz, frekvensmodulert med en justerbar båndbredde på inntil 300 MHz, og med utsendt effekt på 1 W, - hvor senderantennen har en horisontal antennelobe på 1,2 grader og en vertikal antennelobe på 9 grader, - hvor sender- og mottakerantennen styres elektronisk til å sende og detektere vertikal polarisasjon og horisontal polarisasjon,
- med en justerbar modulasjonstid på 1 ms mellom polarisasjonene,
- for det mottatte signalet for både den vertikale og den horisontale polarisasjon normaliseres det komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur-fase (I,Q), der forskjellen i tid mellom de respektive polarisasjonsmålingene er mindre enn 0.2 sekund, ved forholdet - det beregnede forhold sammenlignes med et forventet forhold for en ren sjøoverfiate, hvor et avvik indikerer olje på sjøoverfiaten, - hvorpå de beregnede verdier for forholdet mates ut på en visntngsenhet for å vise eventuelt detektert olje på sjøoverfiaten i radarens nærområde.
Kort figurforklaring
Figur I viser normalisert radartverrsnitt for sjø for henholdsvis 9. 5 og 15. 5 GHz med W og HH polarisasjon.
Figur 2 viser permittiviteten for sjøvann som funksjon av sjøtemperatur.
Figur 3 viser en kurve over amplitudeforholdet mellom horisontal og vertikal polarisasjon som funksjon av bestrykningsvinkel, sjøtemperatur 11. 8 grader, salinitet 12 promille. Figur 4 viser en kombinasjon avto2 målinger der dataene til venstre viser uten olje og til høyre med olje på vann. Plottet viser forholdet mellom HHog W polarisasjon der rødt ( mørkere gråtone) viser høye verdier. Avstandsoppløsning 0. 25 m. Figur 5 viser faseforskjell mellom horisontal og vertikal polarisasjon som funksjon av bestrykningsvinkel, sjøtemperatur 11. 8 grader, salinitet 12 promille. Figur 6 er en kurve overfaseskifl ved konstant avstand 4. 75 m for måling av olje på vann, ref. figur 4.
Figur 7 viser en mulig materiell utførelse av en antenne for portabel radar.
Figur 8 er en prinsippskisse av radaren
Problemstilling
Bestemmelse av et oljeutslipps størrelse og tykkelse er delvis uavhengige oppgaver ved at oljeutslippets størrelse bestemmes på bakgrunn av kontrasten i refleksjon mellom sjøen og oljedempet sjø, mens tykkelse må bestemmes på bakgrunn av oljens elektromagnetiske refleksjonskarakteristikk.
Oljeutslippets størrelse
Oljeutslippets størrelse bestemmes vanligvis på bakgrunn av kontrasten mellom sjø og oljedempet sjø, der antagelsen vil være at refleksjonsnivået for oljedempet sjø er lavest. Den nedre grensen for identifikasjon av en kontrast blir da det reflekterte signalnivået for sjø i forhold tit mottagerens termiske støy, der signalnivået primært er en funksjon av radarparametrene som utsendt effekt, pulslengde og antenneforsterkning samt sjøen's refleksjonskarakteristikk. Sjøen's refleksjonskarakteristikk er igjen en funksjon av radarens frekvens, polarisasjon og bestrykningsvinkel. Riktig valg av radarparametre vil således være vesentlig for muligheten tit å bestemme oljeutslippets størrelse. Den etterfølgende dataprosessering kan da i prinsippet vurderes uavhengig av selve radaren.
Figur I viser normalisert radartverrsnitt for sjø for henholdsvis 9.5 og 15.5 GHz med respektive lineære polarisasjoner, horisontal - horisontal (HH) og vertikal - vertikal (VV) iht. Georgia Institute of Technology' s sjø- radartverrsnitt modell.
Som det fremgår av figur 1 gir VV betydelig bedre refleksjon enn HH og 15.5 GHz gir bedre refleksjon enn 9.5 GHz. En radar med 15.5 GHz og VV polarisasjon burde således gt en bedre kontrast til ofjedempet sjø enn dagens X-bånds radarer med HH polarisasjon.
Oljeutslippets tykkelse
Estimering av oljeutslippets tykkelse må baseres på direkte radarmålinger av oljen på sjøen. Enten ved vurdering av målingenes statistiske egenskaper eller ved analyse av oljens refleksjon mhp fase og amplitude, dvs. puls - puls interferometrisk måling.
Olje og vann reflekterer forskjellig pga. stor forskjell i den dielektriske konstanten, der oljen er forholdsvis transparent for elektromagnetiske bølger. Derved vit refleksjonen fra sjøen være dominerende og fasen vit vise variasjonen i gangtid relativt til luften. Tykkelsen av oljen kan da estimeres på bakgrunn av fasen.
Emulgert olje
Emulgert olje består av en kombinasjon av olje og vann. Ettersom oljen er delvis transparent for elektromagnetiske bølger, reflekteres signalet hovedsakelig fra vannet som er blandet i oljen. Under forutsetning av at vannet er uniformt fordelt i oljen er det nærliggende å tro at emulgert olje reflekterer med et radartverrsnitt tilsvarende det projiserte fysiske arealet, dvs. 1 m2 emulgert olje (belyst av radaren) tilsvarer et mål med lm radartverrsnitt. Dette tilsvarer radar refleksjonen fra en robåt.
Teoretisk bakgrunn for måleteknikken
Utgangspunktet for måleteknikken er Fresnel ligningene for polarisasjonsavhengtg refleksjon [6], der den komplekse refleksjonskoeffesienten for horisontal polarisasjon er gitt ved
og for vertikal polarisasjon Der a er bestrykningsvinkelen og den komplekse dielektriske konstanten e er gitt ved
Figur 2 viser typiske verdier for den komplekse dielektriske konstanten for sjøvann som funksjon av sjøtemperatur.
Ved å måle refleksjonen på de to linære polarisasjonene og beregne forholdet mellom disse, dvs YHIVV, fles følgende sammenheng mellom de to polarisasjonene som funksjon av vinkel ved en sjøtemperatur på 11.8 grader og salinitet 12 promille, se figur 3.
Et eksempel på måling av det normerte signalet mellom de to polarisasjonene er vist i følgende plott.figur 4,
Ved å sammenligne to-veis faseforskyvning for refleksjonen fra henholdsvis vann og olje kan tykkelsen av oljen estimeres ved å beregne fasen
Der r» og Tv er målt kompleks refleksjon med henholdsvis horisontal og vertikal polarisasjon som hver omfatter av I/Q. Figur 5 viser beregnet fase for sjøvann ved en sjøtemperatur på 11.8 grader og salinitet 12 promille. Figur 6 viser fasen for målingene presentert i figur 4, måling 115341. Som figur 6 viser er der en betydelig forskjell i fasen basert på det normerte forholdet mellom polarisasjonene og forskjellen korrelerer med beregnet faseforskjell for vann iht figur 5.
Oljedetekterende radar
I en utførelse av oppfinnelsen omfatter radaren følgende parametere for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse:
Frekvens : 15.5 GHz
Polarisasjon : HH, VV
Uteffekt : 1 W
Støyfaktor : 6.5 dB
Antennelobe horisontalt : 1.2 grader
Antennelobe vertikalt : 9 grader
Båndbredde : Max. 300 MHz (justerbar) Modulasjonstid : 1 ms (justerbar)
Max målhastighet : 9 m/s
Antall prosesserte verdier pr. puls : 8192
Div. tap : 4 dB
Figur 7 viser en mulig løsning for den fysiske utformingen av radaren henholdsvis front (venstre) og bak ( høyre). 1 en utførelse av oppfinnelsen er antennens bredde 100 cm og høyde 30 cm der signalbehandling og prosessering integreres i bakkant av antennen.
Følgende figur 8 viser hovedelementene i radaren i en utførelse av oppfinnelsen.
Referanser
[1] V. Wismann, Radar Signatures of Mineral Oil Spills Measured by an Airbome Multi- frequency Radar and the ERS- 1 SAR, Proceedings of IGARSS, 1993, pp. 940-942.
[2] R.Norland, Spatial Propagation Interference in High Range Resolution Radar Sea Gutter, Printed in the proceedings of The International Radar Symposium 2004, Warszawa, Poland, May 2004
[3] R. Norland, A. Løberg, A Comparison of Sea Waves in Open Sea and Coastal Waters. Proceedings 2001 IEEE/CIE International Conference on Radar, Beijing, China, Oet. 2001
[4] R. Norland, Sea Gutter Behaviour as a Function of Range Resolution and Frequency, NATO RTO Symposium Low Grazing Angle Clutter: Its Characterization, Measurement and Application, Laurel, Maryland, USA, April 2000
[5] R. Norland, Måling av olje på vann i Kystverkets basseng, Prosjekt C1 -05, Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse, Teknologiutviklingsprogram for oljevern 2010 ved Norsk Oljevernforening For Operatørselskap (NOFO)
[6] N. Levanon, Radar Principles, John Wiley & Sons, 1988
Claims (6)
1. En fremgangsmåte for å detektere olje på sjøen ved hjelp av en frekvensmodulert continuous-wave oljeutslippsradar med en sender- og mottakerantenne,karakterisert vedfølgende trinn: - sender- og mottakerantennen rettes mot en sjøoverfiaten i radarens nærområde ut til en avstand av 2000 m under en bestrykningsvinkel på mellom 1 og 20 grader - senderantennen sender continuous-wave med frekvens på 15,5 GHz, frekvensmodulert med en justerbar båndbredde på inntil 300 MHz.og med utsendt effekt på 1 W, - hvor senderantennen haren horisontal antennelobe på 1,2 grader og en vertikal antennelobe på 9 grader, - hvor sender- og mottakerantennen styres elektronisk til å sende og detektere vertikal polarisasjon og horisontal polarisasjon, - med en justerbar modulasjonstid på 1 ms mellom polarisasjonene, - for det mottatte signalet for både den vertikale og den horisontale polarisasjon normaliseres det komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur-fase (i,Q), der forskjellen i tid mellom de respektive polarisasjonsmålingene er mindre enn 0.2 sekund, ved forholdet - det beregnede forhold sammenlignes med et forventet forhold for en ren sjøoverflate, hvor et avvik indikerer olje på sjøoverfiaten, - hvorpå de beregnede verdier for forholdet mates ut på en visningsenhet for å vise eventuell detektert olje på sjøoverfiaten i radarens nærområde
2. Fremgangsmåten ifølge krav 1, algoritmen for både den mottatte vertikale og den horisontale polarisasjon beregner amplituden av det normaliserte komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur -fase (l,Q) ved - hvor algoritmen indikerer at man detekterer olje på sjøoverfiaten 3. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor algoritmen for både den mottatte vertikale og den horisontale polarisasjonen beregner fasen av det normaliserte komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur -fase (l,Q) ved
hvor algoritmen ut fra faseforskjellen kvantifiserer tykkelsen av detektert olje på sjøoverfiaten.
4 En frekvensmodulert continuous-wave oljeutslippsradarkarakterisert vedfølgende trekk: - en utsendt frekvens på 15,5 GHz med kontinuerlig utsendt bølge frekvensmodulert med en justerbarbåndbredde på inntil 300 MHz, med en utsendt effekt på 1 W - hvor senderantennen har en horisontal antennelobe er 1,2 grader og en vertikal antennelobe er 9 grader, og innrettet til å sende og motta i radarens nærområde på sjøen ut til en avstand av 2000 m under en bestrykningsvinkel på mellom 1 og 20 grader - hvor sender- og mottakerantennen har elektronisk styring for å sende og detektere vertikal polarisasjon og horisontal polarisasjon - med en justerbar modulasjonstid på 1 ms mellom polarisasjonene, - en algoritme tilknyttet mottakeren som for både den den vertikale og den horisontale polarisasjon normaliserer det komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur-fase (l,Q), - der forskjellen i tid mellom de respektive polarisasjonsmålingene er mindre enn 0.2 sekund, ved forholdet - hvor algoritmen ved et avvik av det beregnede forhold, fra det forventede forhold fra verdier beregnet for en sjøoverflate, indikerer olje på sjøoverfiaten, - en visningsenhet for de beregnede verdier for forholdet som viser en eventuell fordeling av olje på sjøoverfiaten i radarens nærområde.
5. Oljeutslippsradaren ifølge krav 4, hvor mottakeren for både den vertikale og den horisontale polarisasjon beregner amplituden av det normaliserte komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur -fase (l.Q) ved - hvor algoritmen indikerer at man detekterer olje på sjøoverfiaten.
6. Oljeutslippsradaren ifølge krav 4 hvor mottakeren for både den vertikale og den horisontale polarisasjonen beregner fasen av det normaliserte komplekse signalet bestående av i-fase og kvadratur-fase (l,Q) ved
hvor algoritmen utfra faseforskjellen kvantifiserer tykkelsen av detektert olje på sjøoverfiaten.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20111748A NO337289B1 (no) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse |
| AU2012354293A AU2012354293B2 (en) | 2011-12-19 | 2012-12-19 | Method of detecting oil spill at the sea by means of an oil spill radar, and such an oil spill radar |
| PCT/NO2012/050253 WO2013095159A1 (en) | 2011-12-19 | 2012-12-19 | Method of detecting oil spill at the sea by means of an oil spill radar, and such an oil spill radar |
| US14/362,073 US9470785B2 (en) | 2011-12-19 | 2012-12-19 | Method of detecting oil spill at the sea by means of an oil spill radar, and such an oil spill radar |
| GB1410224.8A GB2511254B (en) | 2011-12-19 | 2012-12-19 | Method of detecting oil spill at the sea by means of an oil spill radar, and such an oil spill radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20111748A NO337289B1 (no) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20111748A1 NO20111748A1 (no) | 2013-06-20 |
| NO337289B1 true NO337289B1 (no) | 2016-02-29 |
Family
ID=47633534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20111748A NO337289B1 (no) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9470785B2 (no) |
| AU (1) | AU2012354293B2 (no) |
| GB (1) | GB2511254B (no) |
| NO (1) | NO337289B1 (no) |
| WO (1) | WO2013095159A1 (no) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626233C2 (ru) * | 2015-11-18 | 2017-07-24 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Способ различения аномалий на водной поверхности средствами многочастотной СВЧ-радиолокации |
| NO20160882A1 (en) * | 2016-05-24 | 2017-11-27 | Godoey Erik | Hydrocarbon detection |
| KR102589762B1 (ko) * | 2016-06-20 | 2023-10-17 | 주식회사 에이치엘클레무브 | 레이더 장치 및 레이더 신호 처리 방법 |
| CN106443593B (zh) * | 2016-09-13 | 2018-12-28 | 中船重工鹏力（南京）大气海洋信息***有限公司 | 基于相参雷达慢扫增强的自适应溢油信息提取方法 |
| JP2020536469A (ja) * | 2017-10-02 | 2020-12-10 | スカイウェイブ・ネットワークス・エルエルシー | 高レイテンシ／高帯域幅リンクに関連して使用される低レイテンシ／低データ帯域幅リンク内のアンテナシステムの位置の最適化 |
| CN108664449B (zh) * | 2018-05-14 | 2021-08-31 | 中国科学院大学 | 溢油油水混合率的估计方法、装置、存储介质及计算设备 |
| CN109241976B (zh) * | 2018-07-26 | 2021-10-22 | 中国船舶工业***工程研究院 | 一种基于图像处理和激光测距溢油面积估计的方法 |
| CN111025291B (zh) * | 2019-11-06 | 2021-07-16 | 中国石油大学(华东) | 一种基于全极化sar新特征的海洋溢油检测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010052530A1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | Ecoserv Remote Observation Centre Co. Ltd. | Multi-polarization combined radar-radiometer system |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933678A (en) * | 1989-05-30 | 1990-06-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method of detecting oil spills at sea using a shipborne navigational radar |
| US5736958A (en) * | 1990-10-29 | 1998-04-07 | Essex Corporation | Image synthesis using time sequential holography |
| US5751243A (en) * | 1990-10-29 | 1998-05-12 | Essex Corporation | Image synthesis using time sequential holography |
| US6665074B2 (en) * | 2001-10-17 | 2003-12-16 | Yen-Chieh Huang | Interferometric oil-spill detection system |
| JP2004325149A (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-18 | Yokogawa Electric Corp | レベル計 |
| US7009550B2 (en) * | 2003-06-20 | 2006-03-07 | Peter Moeller-Jensen | Method and apparatus for monitoring and measuring oil spills |
| US8124931B2 (en) * | 2007-08-10 | 2012-02-28 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for oil spill detection |
| US7646334B1 (en) * | 2008-09-11 | 2010-01-12 | Chow Ivan K | Radar signal processing system and method for analyzing downhole oil and gas well environments |
| NO329675B1 (no) * | 2009-03-12 | 2010-11-29 | Integrated Optoelectronics As | Fremgangsmate og system for maling/detektering av kjemikaliesol |
| KR101229372B1 (ko) * | 2010-10-08 | 2013-02-05 | 대한민국 | 기름탐지시스템 및 이를 이용한 기름탐지방법 |
-
2011
- 2011-12-19 NO NO20111748A patent/NO337289B1/no unknown
-
2012
- 2012-12-19 US US14/362,073 patent/US9470785B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-12-19 WO PCT/NO2012/050253 patent/WO2013095159A1/en active Application Filing
- 2012-12-19 AU AU2012354293A patent/AU2012354293B2/en not_active Ceased
- 2012-12-19 GB GB1410224.8A patent/GB2511254B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010052530A1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | Ecoserv Remote Observation Centre Co. Ltd. | Multi-polarization combined radar-radiometer system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HAMBARYAN A.K., ARAKELYAN A.K., MANUKYAN M.R., DARBINYAN S.A., ARAKELYAN A.A.: "A Measuring Complex of Polarimetric, Combined Radar-Radiometers of S-, and Ku-Band of Frequencies for Vessel and Airborne Application", OCEANS, 2005. PROCEEDINGS OF MTS/IEEE WASHINGTON, DC, USA 18-23 SEPT. 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 18 September 2005 (2005-09-18) - 23 September 2005 (2005-09-23), Piscataway, NJ, USA, pages 1 - 6, XP010920731, ISBN: 978-0-933957-34-3 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9470785B2 (en) | 2016-10-18 |
| WO2013095159A1 (en) | 2013-06-27 |
| AU2012354293A1 (en) | 2014-07-03 |
| US20140327563A1 (en) | 2014-11-06 |
| GB2511254A (en) | 2014-08-27 |
| GB2511254B (en) | 2017-05-03 |
| AU2012354293B2 (en) | 2017-02-02 |
| GB201410224D0 (en) | 2014-07-23 |
| NO20111748A1 (no) | 2013-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO337289B1 (no) | Portabel radar for bestemmelse av oljeutslipps fordeling og tykkelse | |
| US9140786B2 (en) | Method and system using radiometric volumetric data for detecting oil covered by ice | |
| US9176225B2 (en) | Method and system using a polarimetric feature for detecting oil covered by ice | |
| KR101751020B1 (ko) | 다중 위성 기반 위험유해물질 연속 탐지 방법 및 장치 | |
| Myagkov et al. | Cloud radar with hybrid mode towards estimation of shape and orientation of ice crystals | |
| Rosenberg | Characterization of high grazing angle X-band sea-clutter Doppler spectra | |
| Frasier et al. | In-place estimation of wet radome attenuation at X band | |
| US9140785B2 (en) | Method and system using coordinated airborne and ground platforms for detecting oil covered by ice | |
| Alonso-Arroyo et al. | The light airborne reflectometer for GNSS-R observations (LARGO) instrument: Initial results from airborne and Rover field campaigns | |
| Steiner et al. | Characteristics and limitations of GPS L1 observations from submerged antennas: Theoretical investigation in snow, ice, and freshwater and practical observations within a freshwater layer | |
| Alpers et al. | A note on radar signatures of hydrometeors in the melting layer as inferred from Sentinel-1 SAR data acquired over the ocean | |
| AlonsoArroyo et al. | Sea ice detection using GNSS-R data from UK TDS-1 | |
| RU2626233C2 (ru) | Способ различения аномалий на водной поверхности средствами многочастотной СВЧ-радиолокации | |
| Gabban et al. | Ship surveillance with Terrasar-X scansar | |
| Norland | A Ku-Band Radar with Dual-Polarized Phase Steered Antenna for Maritime Environmental Surveillance | |
| Manore et al. | Multi-polarization SAR data for operational ice monitoring | |
| Norland | Temporal variation of the refractive index in coastal waters | |
| Hannevik et al. | Automatic ship detection and confidence estimates | |
| Huang et al. | Combined use of double weather radar in weather modification | |
| Maresca et al. | Oceanographic HF surface-wave radars for maritime surveillance in the German Bight | |
| CA2835883C (en) | Method and system using a polarimetric feature for detecting oil covered by ice | |
| Jia et al. | Soil moisture retrieval from GNSS-R signals | |
| CA2835567C (en) | Method and system using coordinated airborne and ground platforms for detecting oil covered by ice | |
| Lutsenko et al. | Bistatic radars with illumination by ionospheric signals of high-frequency communication stations | |
| Fickenscher et al. | Performance evaluation of correlation detector for HF Surface Wave Radar |