Методика измерений собственного теплового излучения в труднодоступных местах

Одним из основных недостатков радиометрических комплексов, установленных на космических аппаратах, является большое пространственное разрешение. Для понимания особенностей излучательных характеристик различных природных сред, расположенных в труднодоступных местах необходимо пространственное разрешение порядка одного метра. Примером данных мест могут служить ледяные покровы небольших толщин, наледи, обрывистые берега, ледники. Для достижения высокого пространственного разрешения радиометрический комплекс микроволнового диапазона целесообразнее устанавливать на наземные носители. Например, в ряде работ использовались радиометры, установленные на автомобиль [Бордонский и др., 2014, Гурулев, Крылов, 2004]. С другой стороны, наземные носители не являются универсальным средством из-за наличия на Земле труднодоступных мест. В связи с этим, широкое развитие могут получить беспилотные летательные аппараты с установленным на нем микроволновым радиометром. При данном способе исследования имеется ряд преимуществ. Это – относительная дешевизна проводимых исследований; всепогодность, высокое пространенное разрешение. Однако имеются ряд трудностей при получении радиометрических данных с использованием БПЛА. В частности к ним можно отнести калибровку радиометра, изменение углов наблюдения из-за ветрового воздействия на летательный аппарат.
В настоящей работе представлена методика исследования труднодоступных мест, при помощи радиометра на частоту 34 ГГц. Для этих целей устанавливался радиометр на трос, по которому он мог перемещаться. Данное расположение радиометра служит имитацией его расположения на беспилотном летательном аппарате. Чувствительность радиометра составила 0,08 К при постоянной времени 1 с. Измерения были выполнены под углом 12° от вертикали. Калибровка радиометра осуществлялась по излучению двух черных тел, имеющих температуру жидкого азота (77 К) и температуру окружающей среды. Данные тела размещались под радиометром. При перемещении радиометра по трассе производились измерения радиояркостной температуры береговой зоны горной реки. При трассовых записях радиояркостной температуры были выполнены измерения грунта с растительностью, гравия с различной влажностью и водной поверхности. Было показано, что существует влияние ветрового воздействия на радиометр (при отклонение угла на 5° величина радиояркостной температуры изменялась на 3 К для воды при использованном угле наблюдения).
Таким образом, при установлении на БПЛА микроволнового радиометра необходимо параллельно записи выходного сигнала радиометра осуществлять измерения углов наблюдения с целью определения геометрического положения аппаратуры в пространстве.