Радиолокационная векторно-скоростная интерферометрия морской поверхности из космоса

В рамках известных представлений о функционировании интерференционных радиолокаторов с синтезированной апертурой (ИРСА, [1]) рассматривается проблема восстановления векторно-скоростных полей поверхности океана – как при высоком разрешении (орбитальные скорости энергонесущих ветровых волн), так и при осреднении скоростного поля на мезомасштабных площадках (градиентные течения). Аналогично известному способу определения вектора скорости летательного аппарата по огибающим сигнала в трехантенном корреляторе [2], изучаются точностные характеристики трехантенного ИРСА, где радиальная и тангенциальная составляющие скорости поверхности определяются по фазовым сдвигам на малых антенных базах. С учётом энергопотенциала оценивается флуктуационная ошибка скоростного ИРСА, а также способы исключения систематических ошибок, возникающих, например, из-за отсутствия привязки к «нулевой» скорости поверхности или из-за скорости вращения Земли, которая изменяется вдоль орбиты космического аппарата. Для случая диагностики энергонесущих морских волн оценивается достижимое продольное разрешение ИРСА, определяемое расфокусировкой из-за случайной разностно-фазовой составляющей отраженного сигнала. В качестве примера приводятся яркостные и скоростные изображения судов в устье р. Эльба, полученные на ИРСА TerraSAR-X [3]. Скоростная калибровка изображений, проведенная относительно неподвижной поверхности, удовлетворительно совпала с известными скоростями судов. В то же время, скоростная калибровка речного течения оказалась совершено неудовлетворительной – что объясняется, по-видимому, лишь отсутствием опыта подобных измерений. В заключение даются рекомендации по созданию «универсального» ИРСА для формирования яркостных и скоростных портретов поверхности – как сухопутных, так и морских, включая дрейфующий ледовый покров.

Литература:
1. С.В.Переслегин, Ю.П.Синицын. Интерференционные радиолокаторы с синтезированной апертурой для оперативного мониторинга океанских явлений // Известия ВУЗов. Радиофизика, 2011, т. LIV, №6, с 415 – 430.
2. М.К.Боркус, А.Е.Чёрный. Корреляционные измерители путевой скорости и угла сноса летательных аппаратов / М., Сов. Радио, 1973, 168с.
3. Gabele M., Brautigan B., Shulze D., Steinbrecher U., Tous-Ramon N., Younis M. TerraSAR-X Dual Receive Antenna Mode-Channel Reconstruction and Impact on the GMTI Performance // Proc. of IGARSS-2009, IEEE, v.III, pp. 725 – 728

Работа выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом университете в рамках гранта Правительства РФ (Договор №11.G34.31.0078) для поддержки исследований под руководством ведущих ученых.