Использование ярких точечных целей на радарных снимках для калибровки РСА

Калибровка радаров с синтезированной апертурой (РСА) является одним из обязательных условий получения высококачественного измерительного материала. Внешняя калибровка с помощью активных или пассивных эталонных средств, расположенных в зоне проведения измерений, является наиболее эффективной и распространенной процедурой. В качестве эталонов применяют точечные пассивные отражатели, поверхностные распределенные цели с известной удельной эффективной площадью рассеяния, а также активные устройства, принимающие и/или излучающие калибровочный сигнал со строго определенными параметрами. Типовыми контролируемыми параметрами являются: определение сквозного коэффициента передачи для измерения ЭПР объектов поверхности, контроль стабильности коэффициента передачи, оценка разрешающей способности измерений РСА по поверхности, оценка максимального уровня боковых лепестков двумерной автокорреляционной функции зондирующего сигнала и интегрального уровня её боковых лепестков. Целью данной работы является анализ возможности использования точечных пассивных отражателей естественного происхождения для калибровки на примере космического РСА PALSAR L-диапазона (длина волны 23 см), работавшего в январе 2006 года – марте 2011 года на борту спутника ALOS.
Причиной появления ярких точечных откликов на снимках РСА могут быть разнообразные объекты, расположенные на поверхности Земли, как правило, элементы хозяйственной инфраструктуры. Абсолютное значение эффективной площади рассеяния этих объектов, как правило, непредсказуемо, вследствие чего они непригодны для контроля абсолютного значения коэффициента передачи измерительной системы. Вместе с тем, они могут быть полезны для контроля стабильности работы аппаратуры. В данной работе проведено исследование стабильности отражения сигнала РСА различными объектами на Земной поверхности в различных регионах страны. Среди них – хозяйственные постройки в Подмосковье и Нижегородской области, элементы конструкций магистральных газопроводов в Приобье, мачты линий электропередач в Забайкалье, элементы нефтедобывающей инфраструктуры в прибрежной зоне на Каспии и др.
Обнаружено, что на стабильность уровня эхо-сигнала точечных целей могут существенно влиять вариации состояния подстилающей поверхности из-за метеоосадков и тип отражения: однократное от ровных гладких поверхностей, двойное от конструкций типа двугранного уголкового отражателя или отражение от конструкций типа трехгранного уголкового отражателя. Наиболее стабильными отражателями являются отражатели последнего типа, выявленные на урбанизированных территориях. ЭПР выявленных отражателей этого типа превосходит 44 дБм2 в L-диапазоне, стабильность отражения ими сигнала лучше 0.4 дБ, что делает эти объекты удобным средством контроля стабильности РСА.