Уточнение радиометрических характеристик ИК-каналов аппаратуры МСУ-ГС (КА «Электро-Л» №2) по результатам сравнительного анализа с данными аппаратуры SEVIRI (КА Meteosat-8)

Многозональное сканирующее устройство (МСУ-ГС), установленное на борту КА «Электро-Л» № 2, предназначено для оперативного наблюдения за динамическими процессами в атмосфере и на поверхности Земли. С целью уточнения радиометрических характеристик ИК-каналов МСУ-ГС, был проведен сравнительный анализ полученных с него снимков, с данными аппаратуры SEVIRI, установленной на КА Meteosat-8.
На первом этапе с помощью разработанного автоматизированного алгоритма было обработано более 1000 сеансов исходной спутниковой информации, полученной с МСУ-ГС и SEVIRI за период с 11 апреля по 17 июля 2017 года. Далее сравнивались фрагменты изображений акватории Индийского океана (0–15º ю.ш. 50–65º в.д.) в спектральном диапазоне 10,2–11,2 мкм.
Предварительный анализ выявил значительную погрешность в определении температуры подстилающей поверхности прибором МСУ-ГС по сравнению с аппаратурой SEVIRI, составляющую от 1,5 К в области высоких температур (280–300 К) до порядка 5 К в области низких температур (220–250 К). В ходе дальнейшего анализа было установлено, что высокая погрешность измерений обусловлена следующими причинами:
– неполное пространственное совмещение снимков из-за погрешности географической привязки;
– наличие перспективных искажений.
Ввиду этого, алгоритм сравнения был доработан с использованием функции адаптивного поиска подобия локального сюжета. В результате модификации алгоритма сравнения изображений погрешность в определении температуры прибором МСУ-ГС по сравнению с аппаратурой SEVIRI существенно уменьшилась и составила 0,7 К в области высоких температур и 1,4 К в области низких температур.
По данным МСУ-ГС проведен статистический анализ измеряемых температур подстилающей поверхности, получаемых при различных настройках алгоритма радиометрической коррекции. В ходе анализа определены оптимальные значения настроечных коэффициентов в алгоритмах, позволяющие снизить влияние работы алгоритмов коррекции на радиометрическую точность получаемой информации.
На данный момент в ходе работы по уточнению радиометрических характеристик ИК-каналов аппаратуры МСУ-ГС путем сравнения с данными аппаратуры SEVIRI получены следующие результаты:
– установлено, что суточные колебания температуры корпуса МСУ-ГС не влияют на измерения температуры после обработки на наземном ПО;
– определены и внедрены в штатную программу наземной обработки информации более оптимальные значения настроечных коэффициентов в алгоритмах радиометрической коррекции ИК-каналов МСУ-ГС;
– погрешность определения радиационной температуры прибором МСУ-ГС по сравнению с аппаратурой SEVIRI после оптимизации настроек составляет 0,3 К и 1,0 К на уровне 290 К и 240 К соответственно.