Особенности измерений излучательных характеристик криосферных объектов в микроволновом диапазоне с борта БПЛА

Для исследования мерзлых сред широко используют миллиметровый и сантиметровый диапазоны, что связывается с уникальными диэлектрическими свойствами воды и льда (Гурулев, Бордонский, 2024; Тихонов и др., 2021). При исследовании криосферных образований с использованием радиометрических приемников в микроволновом диапазоне возникают некоторые затруднения. Одно из таких затруднений связано с тем, что при измерениях с космических аппаратов пиксель радиометрического изображения составляет несколько километров. На помощь могут прийти беспилотные летательные средства с установленным на нем микроволновым радиометром. При этом возможно исследовать какой-либо криосферный объект, например, наледи, с достаточно высоким пространственным разрешением (порядка метра). Следует отметить, что при таком виде измерений имеет место высокая оперативность в получении данных.
При измерениях с БПЛА при воздействиях ветровых нагрузок, а также особенностей летных его характеристик, происходят изменения угла зондирования антенн приборов. По этой причине радиометрические измерения претерпевают изменчивость (мощность радиотеплового излучения зависит от угла наблюдения) как на вертикальной, так и на горизонтальной поляризации. Ввиду этого необходимо при радиометрических измерениях осуществлять одновременные записи выходного сигнала с микроволнового радиометра и углов тангажа и крена для коррекции регистрируемых сигналов.
В настоящей работе представлена методика исследования радиометрических измерений на частоте 34 ГГц с борта БПЛА. Чувствительность радиометра составляла 0,08 К при постоянной времени 1 с. На систему записи производились накопления данных радиометра и углов тангажа и крена. Частота записи данных составляла 250 Гц. В результате выполненных измерений были получены временные ряды, из которых значения радиояркостных температур для определённого значения углов крена и тангажа при полете над одинаковым поверхностными образованиями. Эти данные позволяют скорректировать ошибки при изменении ориентации осей радиометров в пространстве. Таким образом, существует возможность определения мощности теплового излучения на частоте 34 ГГц при определенном угле зондирования с использованием беспилотных летательных аппаратов.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 24-27-00278 «Разработка методики радиометрического исследования криосферных образований с использованием беспилотных летательных средств в миллиметровом диапазоне».