Анализ возможностей поляриметрического РСА при определении вектора скорости ветра над поверхностью океана

Традиционным инструментом измерения из космоса скорости ветра над океаном является радиолокатор-скаттерометр, имеющий при широкой, до двух тысяч километров, полосе обзора сравнительно невысокое разрешение порядка десятка километров. Однако в последнее десятилетие наряду со скаттерометром для этой цели стал применяться радиолокатор с синтезированной апертурой (РСА), позволяющий получить панораму изображения поверхности океана размерами несколько сот километров и разрешением, измеряемым сотнями метров. Это дает возможность идентифицировать и исключить из обработки сравнительно маломасштабные участки поверхности с неоднородным волнением, возмущенным какими-либо внешними факторами, и, таким образом, избежать вносимой этими участками ошибки в определении скорости ветра.
Однако у традиционного РСА имеются свои недостатки. Во-первых, в отличие от скаттерометра, РСА наблюдает каждый конкретный участок поверхности лишь под одним азимутальным углом, что препятствует устранению неопределенности в интерпретации результатов измерений. Во-вторых, существует известная трудность точной калибровки РСА при работе по морской поверхности.
Ранее нами был предложен и на базе математического моделирования обоснован метод определения вектора скорости ветра по положению максимума в спектре РСА-изображения океана [1]. Этот метод не требует абсолютной калибровки РСА, однако при использовании традиционного (не поляриметрического) РСА оставляет неопределенность в определении направления ветра. Эта неопределенность может быть устранена, если использовать комплексный сигнал поляриметрического РСА при работе на кросс-поляризации.
Нами была выполнена обработка нескольких панорамных изображений южной части Атлантического океана, полученных с помощью поляриметрического РСА канадского спутника RADARSAT-2. При обработке находился коэффициент корреляции комплексных сигналов на VV- и VH- поляризациях [2], и по знакам его реальной и мнимой частей делался вывод о направлении скорости ветра. Результаты нашей обработки, как и результаты работы [2], свидетельствуют о чрезвычайной перспективности применения поляриметрических РСА в задаче дистанционного определения скорости ветра над океаном.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 13-05-00852a.

1. М.Б.Каневский, В.Ю.Караев, Г.Н.Баландина. Оценка точности определения скорости приповерхностного ветра по спектру РСА-изображения океана. Изв. высш. уч. зав. – Радиофизика 2005, т.48, №6, стр.472 - 477.
2. B.Zhang, W.Perrie, P.Vachon, X.Li, W.Pichel, J.Guo, Y.He. Ocean vector winds retrieval from C-band polarimetric SAR measurements. IEEE Trans. Geosci. And Remote Sens. 2012, v.50, no.11, pp. 4252-4261.