В настоящее время существует проблема геофизического информационного обеспечения Арктической зоны Российской Федерации и Северного морского пути. Решение этой проблемы вызвано необходимостью расширения объемов добычи нефти и газа, уточнения запасов уже разведанных месторождений на Арктическом шельфе, создания навигационных гравиметрических и магнитометрических карт, а также повышения безопасности при навигации по Северному морскому пути [1].
Единственным вариантом создания глобальных карт различных параметров Земли, в том числе на недоступные территории и акватории, является создание и применение космических высокоточных измерительных средств, размещенных на борту низкоорбитальных космических аппаратов.
В настоящее время для создания карт такого параметра гравитационного поля Земли как высота геоида, используются методы активной спутниковой альтиметрии, которые обладают недостатками, связанными с наличием передающего устройства на борту КА.
Такие недостатки возможно решить путем использования пассивной бистатической радиолокационной системы на основе сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Beidou, которая подходит в качестве полезной нагрузки для наноспутников. Такая система обеспечивает эффективный и экономически выгодный способ получения измерительных данных для решения следующих прикладных задач:
- определение высоты геоида;
- определение характеристик взволнованности морской поверхности и скорости приповерхностного ветра;
- мониторинг водных объектов.
- определение границ вода/лед;
- мониторинг влажности почвы;
В работе представлены разработанные методы, позволяющие решить следующие задачи:
- подготовка высокоточных карт высот геоида;
- мониторинг границ водных объектов;
В работе представлены результаты обработки первичных данных программного приемника бистатической системы на сигналах ГНСС спутниковых миссий TDS-1 и CYGNSS [2,3], реализованных на основе малых КА. Проведена оценка погрешности полученных результатов по измерению высоты геоида. В работе также показаны результаты летных экспериментов с бистатической системой ГНСС-радиолокации по определению границ водных объектов и высоты до отражающей поверхности. Погрешность фазовых измерений высоты составляет единицы сантиметров, а погрешность оценки границ водных объектов составила менее 1,5 м.
Измерения, полученные с помощью такой бистатической системы на основе сигналов ГНСС, размещенной на борту наноспутника, и с использованием предложенных методов могут дополнять измерения отечественной спутниковой альтиметрической миссии, а также могут стать частью перспективной космической геодезической миссии ГЕО-ИК-3.