Стабильность отражательных свойств нефтяных платформ Каспия по данным РСА Sentinel-1

Радиометрическая стабильность радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА) является важным показателем качества его работы, она обеспечивает возможность мониторинга долговременных изменений радиофизических свойств зондируемых покровов Земли. Общепринятым средством контроля стабильности работы РСА и измерения необходимых для радиометрической калибровки калибровочных констант являются искусственные точечные объекты типа уголковых отражателей или активных радарных калибраторов. В ряде отечественных работ проводилась попытка использовать различные естественные точечные и протяженные объекты для радиометрической калибровки [1–2]. Хотя Эффективная площадь рассеяния (ЭПР) таких объектов, как правило, не может быть посчитана исходя из модельных преставлений, но она может быть оценена по измерениям других сенсоров с аналогичными параметрами, проводивших измерения в подобной геометрии съемки, что позволяет проводить интеркалибровку, а также мониторинг стабильности работы РСА. Нефтяные платформы на Каспии оказались перспективным средством мониторинга стабильности работы космических РСА — среди 200 изученных в [3] платформ около 80 имеют по данным РСА Д-диапазона PALSAR круглогодичную стабильность отражения лучше 0.5 дБ при средней интегральной ЭПР платформ порядка 38 дБм2. ЭПР платформ практически не зависела от времени года на интервале 4 лет.
В данной работе проведено исследование стабильности этих же объектов в С-диапазоне по результатам анализа данных Европейского РСА С-диапазона Sentinel-1. В качестве измерительного материала были взяты 43 снимка месторождения «Нефтяные камни» вблизи Баку, полученные в период с октября 2014 г. по февраль 2017 г. в режиме IW. Формат использованных данных SLC, разрешение по наклонной дальности на изображениях 2.3 м, по азимуту 14.1 м. Угол падения радиоволн в центре тестовой области съемки равен 380. Обработка данных заключалась в калибровке снимков и вычислении интегральной ЭПР платформ в окне 30*30 пикселей.
Результаты статистического анализа измерений на интервале 2.5 года показывают, что средняя ЭПР этих нефтяных платформ на 4-5 дБ ниже, чем в L-диапазоне, на снимках PALSAR, долговременная стабильность отражения примерно 1 дБ. Более низкая стабильность данных платформ в С-диапазоне может быть объяснена влиянием сигнала морской поверхности, попадающей в окно интегрирования сигнала и имеющей более высокую УЭПР. Кроме того, более короткая длина волны Sentinel-1 и более низкое разрешение могут быть причиной того, что меньшее количество элементов конструкций платформ оказывается синфазно отражающими поверхностями. Несмотря на это, полученные оценки позволяют считать нефтяные платформы приемлемыми объектами для контроля радиометрической стабильности РСА и в С-диапазоне.