Моделирование СВЧ радиоинтерферометрических измерений для дистанционного зондирования Земли со спутников

Одной из актуальных задач спутникового СВЧ радиометрического метода дистанционного зондирования Земли со спутников является повышение пространственного разрешения. Радиоинтерферометрические измерения позволяют достичь высокого пространственного разрешения и получать кадры радиотеплового излучения без необходимости сканирования по пространству. При этом возникает ряд сложностей связанных с использованием непрямых измерений радиотеплового излучения. В результате измерений на выходе радиоинтерферометрической системы измеряется набор сигналов, пропорциональных корреляционной функции измеряемого поля или, как принято в теории радиоинтерферометрии, функции видности. Угловое распределение радиояркостных температур исследуемых объектов является Фурье образом функции видности.
Для изучения особенностей указанного метода нами разработана компьютерная программа моделирования радиоинтерферометрических измерений применительно к задачам дистанционного зондирования Земли со спутников. Программа позволяет оценить возможности и точность восстановления радиояркостных температур исследуемых объектов для различного расположения и характеристик направленности элементарных антенн радиоинтерферометрической системы. Для моделирования в качестве исходного поля радиояркостных температур Земли использовалась матрица реального радиотеплового поля, которая сформирована на основе измерений приборов SSMIS, SSM/I на частоте 22ГГц. По ней вычисляется функция видности для интерактивно выбранной области, затем добавляются шумы имитирующие погрешности измерений и восстанавливается поле радиояркостных температур.
Пространственное разрешение радиоинтерферометра определяется его максимальной базой, т.е. максимальным расстоянием между элементарными антеннами. Для обеспечения качественного восстановления радиояркостных температур требуется согласованность между шириной диаграммы направленности элементарных антенн и расстояния между ними. Моделирование показало, что при нарушении этого согласования растут не только погрешности восстановления величин радиояркостных температур, но и возникают большие пространственные искажения изображений объектов. Получены оценки влияния боковых лепестков диаграммы направленности элементарных антенн на точность восстановления измеряемого радиотеплового поля. В докладе приводятся результаты моделирования других особенностей интерферометрической системы.
Работа выполнена в рамках государственного задания и частично поддержана РФФИ (проект № 20-07-00200 А)