Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год

(http://conf.rse.geosmis.ru)

Многоканальный лазерный локатор ближнего инфракрасного диапазона

Виноградов А.Н. (1), Егоров В.В. (2), Калинин А.П. (3), Родионов И.Д. (1), Родионов А.И. (1), Родионова И.П. (1)
(1) АО НТЦ "Реагент", Москва, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(3) Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Москва, Россия
Бортовые лазерные локаторы ближнего ИК-диапазона (лидары) в последние годы нашли достаточно широкое применение в решении 3D-задач и, прежде всего, при исследовании атмосферы. Получение же изображений земной поверхности осуществляется, как правило, на одной длине волны. Кроме того, их высота зондирования сравнительно невелика – порядка 400 м и полоса захвата порядка сотни метров. В связи с этим информативность таких приборов невысока. Представляется актуальной задача построения многочастотного бортового локатора ближнего ИК-диапазона повышенной информативности, обладающего высоким энергетическим потенциалом, способным получать многоканальные изображения земной поверхности с высоким пространственным разрешение (порядка 1 м) на высотах до 5 км. Следует также рассмотреть вопрос о создании локатора, использующего гомодинный режим приема эхо-сигнала, что позволило бы использовать фазовую информацию для измерения скорости полета носителя ИК-аппаратуры и работать интерферометрическом режиме.
В докладе приводятся блок-схемы локаторов ближнего ИК-диапазона, построенных по традиционной схеме прямого детектирования и использующих когерентный гомодинный прием. Для расчета максимальной высоты зондирования используется формула аналогичная основной формуле радиолокации, которая в явном виде зависит от таких важных для проектирования параметров как необходимая величина отношения сигнал/шум, коэффициент спектральной яркости зондируемого объекта, пороговая чувствительность приемника, его удельная обнаружительная способность и др.
Примеры расчетов оценки максимальной высоты зондирования показали, что проектируемые локаторы (прямого и синхронного детектирования) могут эффективно работать до высот порядка 3-5 км при заданном отношении сигнал/шум, равно 10. Точность измерения скорости носителя составляет единицы сантиметров в секунду.
Область применения бортовых локаторов ближнего ИК-диапазона достаточно широка: Это, прежде всего, дистанционное зондирование Земли, которое может служить дополнением космическому зондированию за счет получения оперативной высоко детальной информации в зонах межвиткового пространства, а также решение самостоятельных тематических задач, как гражданских, так и оборонных.
В части разработки конструкции системы работа выполнена в рамках государственного заказа № гос. рег. АААА-А17-117021310376-4 АААА-А18-118022790133-1, в части разработки функционирования системы - в рамках государственного заказа № гос. рег. АААА-А18-118022790133-1

Ключевые слова: лазер, локатор, многоканальный, инфракрасный диапазон, гомодинный режим, максимальная высота зондирования

Презентация доклада

Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды

134