Спутниковая альтиметрия: проблемы и перспективы

Спутниковая альтиметрия становится сегодня неотъемлемой частью космического мониторинга Земли. Список научных и прикладных задач, решаемых с использованием альтиметрических данных, включает в себя уточнение геоида и изучение поля тяготения Земли, обнаружение волн цунами, обеспечение безопасности судоходства и добычи нефти на морских буровых платформах и многие другие. Их эффективное решение требует привлечения оперативных и прецизионных средств измерения высоты, устанавливаемых на ИСЗ. Что касается оперативности, то время поставки альтиметрических данных потребителю должно, в ряде случаев, исчисляться единицами часов и менее, а суммарная погрешность измерения высоты не превосходить 5 см. Однако современные радио- и лидарные высотомеры (TOPEX/Poseidon, Jason, ERS-1, ERS-2, LITE, SLA, GLAS и др.) обеспечивают в лучшем случае точность 10-12 см. Проблемы повышения точности измерения высоты полета ИСЗ обусловлены отсутствием строгого определения самого измеряемого параметра, недостаточным использованием имеющейся на сегодня априорной информации, а также слабым внедрением оптимальных алгоритмов получения мгновенных оценок высоты и их сглаживания. Для решения указанных проблем в рамках проектирования и создания новых перспективных спутниковых альтиметров предлагается во-первых, применить статистический подход к определению высоты как измеряемого параметра, адаптированный к перечню решаемых с помощью данных альтиметра задач, во вторых, использовать когерентный зондирующий сигнал с внутриимпульсной ЛЧМ и алгоритм синтеза апертуры, что даст возможность существенно повысить энергетический потенциал альтиметра и реализовать дискриминатор, работающий по переднему фронту сигнала биений и в третьих, осуществить сглаживание оценок с выхода дискриминатора на основе использования фильтра Калмана. Этот подход позволит повысить точность альтиметрии до 3-5 см.