Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 23-31
Моделирование спутниковых СВЧ радиоинтерферометрических измерений для дистанционного зондирования Земли
1 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 25.03.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-23-31
Одна из проблем СВЧ-радиометрического дистанционного зондирования Земли со спутников заключается в сравнительно низком пространственном разрешении приборов, для повышения которого требуется создание больших антенн. Настоящая работа посвящена одному из возможных направлений решения проблемы путём использования методов радиоинтерферометрии или пассивного синтеза апертуры. В работе рассмотрена теоретическая модель радиоинтерферометрических измерений применительно к решению задач дистанционного зондирования Земли. Анализируются методы восстановления радиояркостной температуры Земли по радиоинтерферометрическим измерениям. Описан разработанный программный комплекс моделирования измерений, позволяющий интерактивно задавать область наблюдения Земли и характеристики антенной системы. В качестве тестового радиотеплового поля использовалась матрица яркостной температуры реального радиотеплового поля Земли. Оценены ошибки восстановления углового распределения поля радиояркостной температуры природных объектов в зависимости от погрешности измерений функции видности. Оценка ошибок измерений осуществляется путём добавления нормально распределённой шумовой составляющей с заданным среднеквадратическим отклонением к вычисленной функции видности с последующим восстановлением поля радиояркостной температуры. Анализируются пути повышения точности радиоинтерферометрического метода. В частности, рассмотрена возможность совмещения радиоинтерферометрических измерений с высоким пространственным разрешением с панорамными измерениями, обладающими более низким разрешением, но высокой точностью измерений радиояркостной температуры.
Ключевые слова: радиоинтерферометр, дистанционное зондирование Земли, численное моделирование
Полный текстСписок литературы:
- Anterrieu E., Khazaal A. Brightness Temperature Map Reconstruction from Dual-Polarimetric Visibilities in Synthetic Aperture Imaging Radiometry // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2008. V. 46. No. 3. P. 606–612. DOI: 10.1109/TGRS.2007.914799.
- Corbella I., Duffo N., Vall-llossera M., Camps A., Torres F. The visibility function in interferometric aperture synthesis radiometry // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2004. V. 42. No. 8. P. 1677–1682. DOI: 10.1109/TGRS.2004.830641.
- Corbella I., Torres F., Camps A., Duffo N., Vall-llossera M. Brightness-Temperature Retrieval Methods in Synthetic Aperture Radiometers // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2009. V. 47. No. 1. P. 285–294. DOI: 10.1109/TGRS.2008.2002911.
- Font J., Camps A., Borges A., Martín-Neira M., Boutin J., Reul N., Kerr Y., Hahne A., Mecklenburg S. SMOS: The Challenging Sea Surface Salinity Measurement from Space // Proc. IEEE. 2010. V. 98. No. 5. P. 649–665. DOI: 10.1109/JPROC.2009.2033096.
- Lambrigtsen B., Brown S. T., Gaier T., Herrell L., Kangaslahti P., Tanner A. Monitoring the Hydrologic Cycle with the PATH Mission // Proc. IEEE. 2010. V. 98. No. 5. P. 862–877. DOI: 10.1109/JPROC.2009.2031444.
- Lambrigtsen B., Gaier T., Kangaslahti P., Lim B., Tanner A., Ruf C. Enabling the NASA decadal-survey “PATH” mission // Proc. IGARSS’16. Beijing, 2016. P. 3949–3951. DOI: 10.1109/IGARSS.2016.7730026.
- Le Vine D., Griffis A., Swift C., Jackson T. ESTAR: a synthetic aperture microwave radiometer for remote sensing applications // Proc. IEEE. 1994. V. 82. No. 12. P. 1787–1801. DOI: 10.1109/5.338071.
- Zhang Ch., Liu H., Wu Ji, Zhang Sh., Yan J., Niu L., Sun W., Li H. Imaging Analysis and First Results of the Geostationary Interferometric Microwave Sounder Demonstrator // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2015. V. 53. No. 1. P. 207–218. DOI: 10.1109/TGRS.2014.2320983.