Восстановление волнового поля по данным когерентного радиолокационного зондирования

В работе рассматривается задача реконструкции поля ветрового волнения в режиме реального времени, необходимого при детерминистических расчётах краткосрочных прогнозов волновой обстановки. Задача восстановления волнового поля на морской поверхности возникает в ряде практических приложений, связанных с обеспечением безопасности операций, проводимых в открытом море. Трёхмерное поле ветрового волнения (две пространственных координаты и координата время) восстанавливается по данным когерентного радиолокационного зондирования. Для этого построена теоретическая модель доплеровского радиолокационного изображения взволнованной водной поверхности, получаемого радиолокатором кругового обзора с реальной апертурой в сверхвысокочастотном диапазоне, в том числе, при скользящих углах зондирования. Предложен метод решения обратной задачи дистанционного зондирования, который позволяет восстановить поле возвышений морской поверхности по измерениям доплеровских скоростей. На основе анализа результатов численного моделирования сделаны выводы о возможности восстановления волнового поля по данным когерентного радиолокационного зондирования в реальном времени. Определён диапазон гидрометеорологических условий, а также параметров радиолокационной системы, при которых рассматриваемый метод остаётся работоспособным. На основе модельных данных оценены ошибки восстановления поля возвышений морской поверхности и выделены ключевые параметры, которые оказывают влияние на точность метода. Рассмотрены первые результаты применения метода к ранее полученным экспериментальным данным со стационарной океанографической платформы МГИ РАН и с борта научно-исследовательских судов. По итогам даны рекомендации по экспериментальной апробации и верификации результатов работы.
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 25-27-00726, https://rscf.ru/project/25-27-00726/.