Калибровка радиометрического приемника в натурных условиях методом опорного «холодного» источника

Доклад посвящен описанию и сравнению двух вариантов реализации метода наклонной калибровки, проводимой на основе анализа угловой зависимости нисходящего излучения атмосферы. Калибровка примеряется для установления взаимно-однозначного соответствия между сигналом на выходе радиометра и интенсивностью излучения среды. Оба представленных метода («итерационный», и вариант поиска опорного «холодного» источника радиоизлучения) позволяют выполнять указанную операцию при проведении натурных экспериментальных исследований. Рассматриваемые варианты калибровки возможно использовать только в приближении плоской однослойной атмосферы, что, естественно, накладывает ограничение на возможные метеорологические условия в точке реализации эксперимента, а также на диапазон зенитных углов измерений, привлекаемых в данной операции. Основой «итерационного» алгоритма, применяемого традиционно коллективом авторов при обработке натурных данных, является псевдослучайная генерация как набора метеопараметров, входящих в модель излучения атмосферы, так и, непосредственно, значений калибровочных коэффициентов радиометрического приемника, обеспечивающих минимизацию функции невязки расчетных значений яркости небосвода и экспериментально измеренных. Вариант поиска опорного «холодного» источника радиоизлучения базируется на линейности зависимости излучения атмосферы от ее коэффициента оптической толщины в паре с линейностью передаточной функции радиометра. Это позволяет на основе угловой зависимости яркости атмосферы выполнять поиск (в рамках используемых приближений) точки калибровочной прямой, которая бы соответствовала измерениям излучения холодного космоса (отсюда и условное названия метода), принципиально недостижимое в наземных условиях. Показано, что метод калибровки по «холодному» источнику излучения является предпочтительным в силу инвариантности к физической температуре атмосферы и возможности on-line оценки калибровочных коэффициентов, при полном совпадении с результатами «итерационного» подхода. Описанию обоих вариантов калибровки, используемых в них приближений и допущений, а также рассмотрению преимуществ и недостатков каждого, и посвящен представленный доклад.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (тема «Мониторинг», госрегистрация № 122042500031-8).