Возможности анализа отраженного водной поверхностью сигнала навигационных спутников на стационарной морской платформе

Преимуществом бистатического дистанционного зондирования является возможность проводить измерения в удаленной от приемника и излучателя области и при этом рассеяние будет оставаться в квазизеркальной области и описываться хорошо изученным приближением Кирхгофа. Это позволяет получить связь характеристик рассеяния с параметрами водной поверхности в явном виде, что открывает возможности для создания новых алгоритмов решения обратной задачи по восстановлению параметров волнения. Кроме того, уровень мощности принимаемого сигнала в квазизеркальной области отражения значительно превосходит область резонансного рассеяния, что позволяет для задач дистанционного зондирования использовать отраженные от подстилающей поверхности сигналы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).
В настоящее время одними из наиболее развивающихся направлений дистанционного зондирования Мирового океана стали исследования, посвященные анализу бистатически отраженных сигналов спутниковых навигационных систем. На сегодняшний момент с помощью анализа отраженных сигналов навигационных спутников восстанавливают параметры морской поверхности, почвы, растительности, ледяного и снежного покровов.
В данной работе рассматриваются различные варианты организации эксперимента на морской платформе для восстановления параметров водной поверхности на основе анализа отраженных сигналов ГНСС. Особенностью исследования является использование оригинального подхода для получения выражений характеристик отраженного излучения. В рамках этого подхода морская поверхность описывается шестью статистическими моментами второго порядка и учитываются диаграммы направленности приемной и излучающей антенн, которые в общем случае могут быть асимметричными.
По сравнению с наиболее популярными способами расчета характеристик отраженных сигналов ГНСС рассмотренный в данной работе способ не требует использования модели спектра волнения. С одной стороны, это позволяет для расчета характеристик доплеровского спектра использовать известные или измеренные другими способами параметры волнения, например с помощью подводного акустического волнографа или с помощью космических аппаратов, используемых, например в миссии глобального мониторинга осадков (GPM). С другой стороны, используемый подход выражения явной связи характеристик отраженного сигнала с параметрами волнения открывает возможности для восстановления этих параметров волнения.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Президента РФ для молодых ученых (МК-1130.2020.5) и Российского фонда фундаментальных исследований (проект 18-35-20057 мол_а_вед).