Калибровка поляриметрических РСА по естественным протяженным целям и эталонным отражателям

Полная матрица рассеяния наблюдаемых целей представляет большой интерес для исследования физических характеристик им соответствующих природных объектов. Используемые в настоящее время для ее измерения радиолокационные поляриметрические радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА) аэрокосмического базирования обладают различающимися электрическими параметрами, влияющими на результат измерений. Кроме того, эти параметры подвержены изменениям во времени. Отмеченные обстоятельства затрудняют совместный анализ данных, полученных как разными РСА, так и одним и тем же сенсором, но в разное время. Данная проблема может быть снята, если в процессе измерений периодически измерять и внутренние электрические параметры РСА, что достигается путем калибровки сенсора. Это дает возможность далее при обработке исключить их влияние. Калибровку выполняют с использованием специальных дорогостоящих калибровочных полигонов, на которых размещен набор эталонных точечных целей (трехгранных, двухгранных с различной ориентацией уголковых отражателей, транспондеров и т.п.).
Альтернативу калибровочным полигонам (или в дополнение к ним) может составить использование для калибровки естественных протяженных отражателей, например, лесных массивов и др. (Quegan S. A unified algorithm for phase and cross-talk calibration of polarimetric data - theory and observation. // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.—1994.—Vol.32, № 1.—P. 89-99.). При этом должна быть известна ковариационная матрица эталонной отражающей поверхности, состоящая из попарных произведений комплексно-сопряженных элементов матрицы рассеяния эталонной отражающей поверхности, усредненных по элементам этой поверхности. Этих сведений оказывается достаточно для восстановления в дальнейшем истинных значений элементов матрицы рассеяния исследуемой цели с точностью до начальной фазы. Если же ковариационная матрица эталонной цели неизвестна, коррекцию измерений с использованием данного метода осуществить нельзя.
Возможности калибровки существенно расширяются, если совместно с протяженной целью дополнительно применить эталонную точечную цель в виде двугранного или трехгранного уголкового отражателя. В этом случае искажения, вносимые РСА, могут быть полностью скомпенсированы, причем никакого знания априори численных характеристик эталонной цели не требуется. Более того, сами элементы ковариационной матрицы могут быть определены. Отмеченное обстоятельство представляет значительный интерес, так как при стабильных характеристиках протяженной цели возникает возможность в последующем уточнять практически все параметры РСА даже на тех витках орбиты, с которых эталонные точечные отражатели не видны.