Естественные калибровочные объекты в измерениях снежного покрова методами РСА интерферометрии

Одним из сравнительно новых приложений дифференциальной радарной интерферометрии, позволяющей выявлять изменение длины пути зондирующего сигнала, является исследование динамики снежных покровов. Выпавший за время между съемками слой снега влияет на длину пути сигнала, что позволяет оценить толщину снежного покрова в предположении известной его плотности, а также водный эквивалент. Неизвестная начальная фаза сигналов на радарных снимках вносит в измерения нежелательное систематическое смещение, а потому вопрос фазовой калибровки является актуальным.
Наиболее очевидной и отработанной является установка уголковых отражателей с последующей проверкой перед сеансами съемки наличия снежных осадков или наледи внутри конструкции. В данной работе сделан обзор естественных ярких стабильно отражающих объектов, свободных в той или иной мере от снежного покрова в течение зимы, а потому пригодных для фазовой калибровки. Экспериментальные данные - радарные снимки японского РСА ALOS-2, полученные с повторяющихся орбит спутника по территории дельты реки Селенги в период с осени 2014 по январь 2017 г.
Одними из первых выявленных нами в этом районе и достаточно надежных средств калибровки являются опоры ЛЭП вблизи Каменска. В результате интерферометрической обработки эхо-сигналов вершин опор ЛЭП и сравнения их разностей фаз с данными по окрестным полям удалось наблюдать с хорошей точностью динамику нарастания снежного покрова на полях до толщины 26 см с ноября 2014-по январь 2015 года. Другим видом стабильных объектов оказались линии крыш кварталов частных домовладений на юге Каменска, в Брянске и Тресково, где набег разности фаз сигналов из-за выпавшего снега в окрестностях по сравнению с данными для крыш близок к тому, что получено в районе ЛЭП. Использование разности фаз сигналов такого яркого точечного отражателя, как церковный купол в селе Посольском, также позволяет получить схожие опорами ЛЭП результаты.
Последний выявленный к настоящему времени информативный объект типа точечных отражателей, позволяющий получать достаточно хорошие фазовые измерения, это крыши некоторых частных домов в селе Истомино. Достоверность разности фаз сигналов в условиях выпавшего за время между съемками снега была подтверждена в наземном эксперименте зимой 2016-2017 гг. путем установки уголковых отражателей на поле вблизи Истомино и последующим сравнением разностей фаз сигналов крыш и отражателей.
Естественные стабильные отражатели являются альтернативным средством фазовой калибровки и позволяют оценивать параметры снежного покрова зимой без проведения подспутниковых калибровочных работ.
Исследования проводятся при финансовой поддержке РФФИ, грант № 15-29-06003 офи-м