ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 273-285

Анализ метрических характеристик и построение эмпирической модели аппаратурных искажений спутникового СВЧ радиометрического прибора L-диапазона «Зонд-ПП» для калибровки и обработки данных

М.Т. Смирнов 1 
1 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
Одобрена к печати: 16.09.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-6-273-285
Рассмотрены методика анализа метрических характеристик СВЧ радиометра L-диапазона «Зонд-ПП» и вопросы выделения и коррекции помех, влияющих на измерения. Эксперимент с радиометром проводился на малом космическом аппарате МКА ФКИ № 1 в 2012–13 гг. Подчеркнута необходимость точной калибровки выходных сигналов СВЧ радиометра и оценки стабильности его функционирования в космосе. Для повышения точности восстановления геофизических параметров предложен алгоритм калибровки измерений с учетом вариаций температуры антенны радиометрической системы. Получены оценки флуктуационной чувствительности радиометра. Показано, что существенное влияние на точность измерений оказывали средства радиолокации и радиосвязи, а также внеземные источники излучения: Солнце и Галактика. Наряду с внешними помехами, которые имели локальный характер и зависели от положения спутника на орбите, в измеренных сигналах иногда наблюдались длительные плавные изменения. Предложена модель измерений, учитывающая основные факторы, влияющие на сигналы радиометра. Выполнен анализ возможных причин наблюдаемых вариаций выходного сигнала в одном из каналов СВЧ радиометрической системы. Предложена методика выделения измеренных сигналов, искаженных внешними помехами, основанная на использовании априорной информации и модельных представлений.
Ключевые слова: СВЧ радиометрия, L-диапазон, дистанционное зондирование, алгоритмы, методы, спутники
Полный текст

Список литературы:

  1. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты: М.: Наука, 1974. 187 с.
  2. Смирнов М.Т., Халдин А.А. Предварительные результаты экспериментов с СВЧ радиометрическим комплексом L-диапазона на РС МКС // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 160–166.
  3. Смирнов М.Т., Ермаков Д.М., Маклаков С.М., Халдин А.А., Максимов А.Е. Эксперимент по дистанционному СВЧ радиометрическому зондированию Земли в L-диапазоне с малого космического аппарата, первые результаты // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 142–149.
  4. Brown S.T., Ruf C.S. Determination of an Amazon Hot Reference Target for the On-Orbit Calibration of Microwave Radiometers // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2005. Vol. 22. P. 1340–1352.
  5. Camps A., Corbella I., Vall-llossera M., Duffo N., Torres F., Villarino R., Enrique L., Miranda J., Julbé F., Font J., Julià A., Gabarró C., Etchetto J., Boutin J., Weill A., Caselles V., Rubio E., Wursteisen P., Berger M., Martín-Neira M. L-band sea surface emissivity: Preliminary results of the WISE-2000 campaign and its application to salinity retrieval in the SMOS mission // Radio Science. 2003. Vol. 38. No. 4. P. 8071–8079.
  6. Klein L, Swift C. An improved model for the dielectric constant of sea water at microwave frequencies // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1977. Vol. 25. No. 1. P. 104–111.
  7. Macelloni G., Brogioni M., Pettinato S., Zasso R., Crepaz A., Zaccaria J., Padovan B., Drinkwater M. Ground-Based L-Band Emission Measurements at Dome-C Antarctica: The DOMEX-2 Variability // IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 2013.Vol. 51. No. 9. P. 4718–4730.
  8. Misra S., Mohammed P.N., Güner B., Ruf Ch.S., Piepmeier J.R., Johnson J.T. Microwave Radiometer Radio-Frequency Interference Detection Algorithms: A Comparative Study // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2009. Vol. 47. No. 11. P. 3742–3754.
  9. Pablos M., Piles M., González-Gambau V., Vall-llossera M., Camps A, Martínez J. SMOS and Aquarius Radiometers: Inter-Comparison Over Selected Targets // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2014. Vol. 7. No. 9. P. 3833–3844.