Дополнительный алгоритм корректировки недостоверных решений при восстановлении направления ветра со спутника

Дистанционное зондирование Земли из космоса, а в особенности, микроволновая радиометрия – эффективный инструмент решения как научных, так и практических задач: прогнозирование погоды, предупреждения стихийных бедствий, мониторинг и предупреждение катастроф и многих других. Среди большого количества задач, которые успешно решаются посредствам микроволновой радиометрии, вопрос восстановления направления ветра по радиоизмерениям еще решен не в полной мере. Также это связано и с малым количеством микроволновых приборов космического базирования, которые работают в полном поляризационном базисе, т.е. измеряющих не только вертикальную и горизонтальную поляризацию, но и повернутые на ±45 градусов линейные поляризации, левую и привую круговые поляризации.
В ИКИ РАН группой исследователей был разработан статистический алгоритм MicRAWinD (Microwave Radiometric Algorithm for Wind Direction retrieval) восстановления направления ветра по многочастотным поляризационным радиоизмерениям со спутника.
При тестовом решении обратной задачи на модельных данных, погрешность восстановления направления ветра при скоростях более 3 м/с в 80% случаев не превысила ±10 градусов. Однако, применение алгоритма к реальным спутниковым измерениям показало, что есть большое количество неоднозначных решений и только в ~50% случаев направление ветра восстанавливается с точностью <±20 градусов. Поэтому для улучшения точности восстановления направления ветра было принято решение разработать дополнительный алгоритм корректировки решений.
Принципом работы корректирующего алгоритма является поиск решений, на основе заранее рассчитанных функций вероятных направлений ветра, которые удовлетворяют установленному пороговому уровню достоверности. Далее на основе достоверных решений производится корректировка соседних недостоверных областей.
В результате исправлены ошибки, связанные с неопределенность по направлению (ошибка в 180 градусов), со случайными ошибками измерений третьего параметра Стокса, с чувствительностью радиометра. Результирующие расчеты показывают, что направление ветра восстанавливается с ошибкой < 10 градусов в 65,17% случаев, а с ошибкой < 20 градусов в 85,8% случаев.

Работа выполнена при поддержке темы «Мониторинг» (Государственное задание № 01.20.0.2.00164)", гранта РФФИ № 18-02-01009-а.