Тестирование метода дистанционного зондирования “шероховатой” земной поверхности в коротковолновом диапазоне радиоволн

Важнейшими аспектами при использовании средств космического базирования для целей природопользования и экологического мониторинга являются выбор рабочего диапазона зондирования и вопросы влияния сред на проходящее излучение [1].
Проблема измерения и учёта рассеивающей способности земной поверхности в коротковолновом диапазоне радиоволн важна для решения ряда задач, например, при диагностике свойств среды с помощью методов, использующих этот радиодиапазон, когда на трассе происходит промежуточное отражение (рассеяние) от земной поверхности, что представляет интерес для геологоразведочных и экологических исследований [2].
В данной работе рассматривается задача дистанционной диагностики “шероховатых” поверхностных и подповерхностных диэлектрических структур в КВ-диапазоне (коротковолновом). Выбор диапазона позволяет учитывать подповерхностный слой толщины порядка длины волны падающего излучения. Интерпретация получаемых данных производится на основе статистической мультипликативной модели сигнала [3]. Тестирование метода получения “параметра рассеяния” сигнал/шум в указанной модели произведено на примере двукратного отражения зондирующего сигнала при его вертикальном распространении (при использовании искусственного спутника Земли сигнал дважды проходит через атмосферу и ионосферу) [4].
В ходе работы рассматривались вопросы чувствительности модели по изучаемому параметру. Располагая синхронной информацией о волне, отражённой от ионосферы и о волне, отражённой от земли и ионосферы (или дважды прошедшей ионосферу при зондировании со спутника), можно извлекать информацию о параметре рассеяния [5].
Для тестирования метода при изменении параметра рассеивающей “подложки” в типичных ионосферных условиях был выполнен численный эксперимент на ЭВМ, анализ данных которого показал, что: 1. Метод дистанционной диагностики в КВ-диапазоне чувствителен по исследуемому параметру. При объёме выборки N = 240 точность определения изучаемого параметра не хуже 5%. 2. Чувствительность метода, его точностные характеристики сохраняются даже при существенном изменении параметров сред распространения. 3. Сопоставление данных численного и натурного экспериментов указывает, что для обеспечения оценки параметра рассеяния в условиях реального эксперимента с точностью сравнимой с аппаратурной погрешностью можно рекомендовать увеличивать длительность сеансов наблюдения до 8 - 10 минут.
Список литературы:
1. Белов С.Ю. Дистанционная диагностика рассеивающей способности земной поверхности в КВ-диапазоне. // Перспективы развития научных исследований в 21 веке: сборник материалов 6-й международной научно-практической конференции. – г. Махачкала: ООО "Апробация", 2014 г., с. 43.
2. Belov S.Yu. New measurement method of estimation signal/noise parameter. // European Geosciences Union General Assembly 2010 Vienna, Austria, Geophysical Research Abstracts. 2010, Vol. 12, p. 2233.
3. Белов С.Ю., Белова И.Н. Экологические аспекты применения дистанционного зондирования земной поверхности в коротковолновом диапазоне радиоволн. // IGCP 610 Международная конференция. Международный проект ЮНЕСКО IGCP-610 «От Каспия к Средиземноморью: изменения окружающей среды и ответ человека в четвертичном периоде». Астрахань, 2015 г.
4. Белов С.Ю., Белова И.Н. Функциональная схема экспериментальной аппаратуры когерентного приёма в задачах мониторинга поверхности земли методом дистанционного зондирования в коротковолновом диапазоне радиоволн. // III Международная научно-практическая конференция «Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий». Майкоп, 2015 г.
5. Белов С.Ю., Белова И.Н. Экспериментальная аппаратура когерентного приёма в задачах мониторинга поверхности земли методом дистанционного зондирования в коротковолновом диапазоне радиоволн. // II Международная научная конференция молодых ученых «Современные задачи геофизики, инженерной сейсмологии и сейсмостойкого строительства». Ереван, 2015 г.