Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год

(http://smiswww.iki.rssi.ru/d33_conf)

Информационная система моделирования процедур восстановления трехмерных полей атмосферных параметров по данным спутникового СВЧ радиометрического мониторинга

Саворский В.П. (1,2), Ермаков Д.М. (1), Чернушич А.П. (1), Кибардина И.Н. (1), Панова О.Ю. (1,2), Аквилонова А.Б. (1), Васильев В.С. (1), Маклаков С.М. (1), Смирнов М.Т. (1)
(1) Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН), Фрязино, Московская обл., Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
При проектировании перспективных СВЧ радиометрических зондировщиков для исследований температурно-влажностных профилей атмосферы востребован статистический подход, развитый в работах [1-3]. Этот подход образует методическую основу для оптимального выбора каналов СВЧ радиометрической системы. Он был опробован применительно к ИК тепловым сенсорам в работе [1] и СВЧ радиометрическим комплексам диапазонов 60, 150 и 180 ГГц в работах [3,4].
В данной работе в рамках указанного подхода рассмотрены особенности реализации программно-методической системы моделирования процедур восстановления трехмерных полей атмосферных параметров по данным спутникового СВЧ радиометрического мониторинга. Для этих целей проанализированы возможности использования в регуляризирующих алгоритмах данных многолетних радиозондовых измерений атмосферы с учетом известных ограничений на источники априорной информации. На основании полученных представлений о статистических данных, необходимых для моделирования, проведен анализ полноты и приемлемости доступных источников информации.
По результатам анализа разработана структурно-функциональная схема системы моделирования радиометрических комплексов, используемых для восстановления температурно-влажностных профилей атмосферы. Для проверки реализуемости проектных целей было разработано программное обеспечение (ПО), макетирующее работу основных узлов системы моделирования.
В докладе представлены результаты разработки программно-методической системы моделирования процедур восстановления трехмерных полей атмосферных параметров по данным спутникового СВЧ радиометрического мониторинга. Разработанная система моделирования включает
1) систему подготовки модельных спутниковых СВЧ радиометрической данных, задаваемых значениями температурно-влажностных профилей, измеряемых радиозондами,
2) систему восстановления атмосферных профилей,
3) систему валидации результатов восстановления.
Горизонтальные распределения радиояркостей моделировались исходя из статистических показателей, описывающих горизонтальную составляющую атмосферных флуктуаций [6].
Работоспособность разработанной программно-методической системы моделирования протестирована по данным натурных измерений нисходящего радиотеплового излучения атмосферы.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-07-00956 А.

Ключевые слова: моделирование, СВЧ радиометрический комплекс, атмосферные профили, информационные система
Литература:
  1. Турчин В.Ф., Козлов В.П., Малкевич М.С. Использование методов математической статистики для решения некорректных задач. УФН, 1970. Т.102. вып.3.
  2. Γορчакова И.Α., Μалкевич М.С., Τуρчин В.Φ. Определение вертикального профиля влажности атмосферы по измерениям собственного излучения Земли. Изв. АН СССР, сер. Физ. атм. и океана, 1970. Т.6. 565.
  3. Strand О.N., Westwater В.R. Statistical Estimation of the Numerical Solution of a Fredholm Integral Equation of the First Kind. J. Associat. Comput. Machin. 15, 100 (1968).
  4. Lipton A.E. Satellite Sounding Channel Optimization in the Microwave Spectrum, IEEE transactions on geoscience and remote sensing, vol. 41, N. 4, April 2003, 761.
  5. Blackwell W.J. Retrieval of cloud-cleared atmospheric temperature profiles from hyperspectral infrared and microwave observations. Doctor of Science Thesis, MIT, 2002, 307p.
  6. Kutuza B.G. Spatial and temporal fluctuations оf atmospheric microwave emission. Radio Science, 2003, vol.38, No.3, pp.12-1

Презентация доклада

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных

57