Исследование оптических характеристик перистых облаков с применением методов физической оптики в задачах позиционирования космических аппаратов системы ГЛОНАСС

ГЛОНАСС широко применяется в областях от науки до развлечений. Для корректной работы системы необходимо отслеживать спутники с помощью специальных станций, которые измеряют расстояние до них. Однако эффективность этих станций снижается из-за облачности, которая покрывает порядка 60-70% земной поверхности, из которых примерно 30% - перистые облака.
Выдвигается гипотеза, что перистые облака не оказывают значительного влияния на точность ГЛОНАСС. Если получится ее подтвердить, это позволит сократить расходы на строительство дополнительных станций и повысить точность системы. Для подтверждения гипотезы необходима модель, описывающая оптическое поведение лазерного излучения при взаимодействии с перистыми облаками. Роскосмос занимается изучением этого процесса, фокусируясь на взаимодействии лазера с микроскопическими ледяными кристаллами в облаках, но для более точного анализа оптического поведения требуется более детализированная модель.
В докладе представляется разрабатываемая модель, включающая в себя банк данных матриц рассеяния света на атмосферных частицах, полученных в рамках метода физической оптики. Расчеты проводятся для конуса «вперёд» (0–25°) и «назад» (175°–180°) для оценки поведения сигнала в атмосфере и при отражении от спутника, что важно для оптических дальномеров. Диапазон исследуемых размеров частиц составляет от 10 до 1000 мкм. Рассматриваются длины волн: основная — 0.532 мкм и дополнительные — 0.355, 0.4, 0.85, 1.064 и 1.55 мкм.
Как результат, можно будет подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу с помощью созданной базы данных. Это в свою очередь повысит эффективность системы ГЛОНАСС и расширить возможности для исследований в новых научных областях, таких как изучение облаков и климатических процессов.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-17-00087, https://rscf.ru/project/25-17-00087/.