Особенности мониторинга отдельно стоящих деревьев с использованием сигналов L1-диапазона навигационных спутников.

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) имеют значимый для мониторинга земных покров ресурс – когерентные и поляризованные радиосигналы широкого диапазона частот, проходящие околоземное пространство с ионосферой и атмосферой, взаимодействующее с земными покровами. Изменения характеристик сигналов навигационных спутников (НС) в процессах поглощения и рассеяния в объеме сред земных покровов, отражения на границах раздела измеряемы и позволяют восстанавливать значимые для практики электрофизические характеристики этих сред.

Существует много факторов, влияющих на распространение радиоволн в лесном покрове, обусловленных структурными особенностями древостоя и отдельных деревьев, сезонными изменениями их электрофизических характеристик.

Пространственно-временные координаты положения навигационных спутников в сочетании с координатами расположения антенны и границы лесного массива позволяют однозначно определить траекторию трассы прохождения сигнала (НС) сквозь лесной полог и перемещения рассеивающего объема лесного полога. Это обстоятельство дает возможность определить коэффициент погонного ослабления сигнала с координатной привязкой и восстанавливать эффективную комплексную диэлектрическую проницаемость (ЭКДП), связанную с биомассой и влажностью древостоя.

В представленной работе представлен вариант радиоскопии отдельных деревьев сигналами НС с целью восстановления структурных характеристик крон. Использованы стационарные приемники с возможностью изменений места размещения относительно высоты дерева и границ кроны.

Проведен ряд сеансов регистрации ослабленных сигналов НС двух близко стоящих деревьев. Использована аппаратура МРК-32Р с штатной антенной, принимающей сигнал с право круговой поляризацией и специализированный четырехканальный приемник - регистратор для измерений поляризационных характеристик прошедшего сигнала. Высота расположения антенны над уровнем почвы варьировалась в пределах высоты дерева. Продолжительность каждого сеанса непрерывной регистрации составляла 3 часа. Сигналы сканировали кроны елей в секторах углов азимута и возвышения НС 90○ и 80○ соответственно. Специализированный приемник обеспечил регистрацию сигналов НС GPS, ГЛОНАСС, Galileo, QZSS.

Получены массивы данных о сигналах НС, просвечивающих кроны в различных сечениях. Выявлены информативные различия пространственно-временных зависимостей амплитуды сигналов в точке расположения приемной антенны от траекторий движения НС. Рассчитаны коэффициенты погонного ослабления. Вариации амплитуды регистрируемых сигналов связаны с пространственным распределением эффективной диэлектрической проницаемости дерева, зависящей от объемных долей и влажности древесинного вещества ствола и кроны. Использование «теневых» проекций радиопросвечивания в широком диапазоне азимута и углов возвышения НС имеет перспективу разработки восстановления объемной диэлектрической структуры кроны отдельного дерева.