О точности расчёта вертикальной и восточной компонент смещения земной поверхности по снимкам спутниковых радаров с синтезированной апертурой с двух орбит

Спутниковые радары с синтезированной апертурой (РСА) позволяют определять изменение расстояния от спутника до отражающей площадки на поверхности Земли за период времени между повторными снимками, т. е. находить смещения отдельных участков земной поверхности и объектов инфраструктуры в направлении на спутник. Поскольку угол наклона зондирующего луча для различных спутников составляет от 30 до 50 от вертикали, эти смещения составляют сумму трёх компонент вектора смещений отражающей площадки (по вертикали, на север и на восток), умноженных на синусы и косинусы углов наклона зондирующего луча и азимута полёта спутника. Орбита РСА-спутников близка к полярной, поэтому смещения на север суммируются с коэффициентом, существенно меньшим, чем смещения по вертикали и на восток. Если есть основания полагать, что северная компонента смещений не превосходит смещения в других направлениях, то вкладом северной компоненты можно пренебречь. Тогда, располагая полями смещений, полученными по снимкам с нисходящей и восходящей орбит, можно рассчитать вертикальную и восточную компоненту смещений. Если можно предположить, что горизонтальная компонента смещений не превосходит вертикальную, то, пренебрегая горизонтальными компонентами, можно оценить вертикальную компоненту смещения по данным с одной орбиты, поделив смещения, рассчитанные в направлении на спутник, на косинус угла наклона зондирующего луча. Такие оценки часто делаются при мониторинге различных природных и техногенных объектов. В работе выполнена оценка точности такого расчёта на теоретической модели подземного хранилища газа (ПХГ). Для решения поставленной задачи мы использовали трёхмерную модель ПХГ, близкую к одному из подземных хранилищ, для которого ранее нами были проведены расчёты по реальным данным. Используя данные о контурах ПХГ, глубине и мощности резервуара, мы задали близкое к реальному теоретическое изменение давления в период отбора газа. Это позволило рассчитать теоретические поля смещений земной поверхности по трём координатам: по вертикали, на север и на восток, а также смещения в направлении на спутник для съёмки с восходящей и нисходящей орбит, используя реальные углы наклона зондирующего луча и азимуты полёта. После этого были рассчитаны субвертикальные смещения в предположении, что горизонтальная компонента смещения невелика. Также с использованием совместно смещений с восходящей и нисходящей орбит были рассчитаны вертикальные и восточные компоненты смещений в предположении, что северной компонентой смещений можно пренебречь. Амплитуда субвертикальной компоненты смещений определяется с хорошей точностью, но области поднятий и оседаний оказываются сдвинутыми в сторону спутника. Ошибки расчёта вертикальной и восточной компонент смещений по данным с двух орбит не превосходят первых процентов. Следовательно, расчёт компонент смещений по данным с двух орбит не должен приводить к существенным ошибкам при оценке вертикальной и восточной компонент вектора смещений в реальных ситуациях, по крайней мере для ПХГ и месторождений нефти и газа.