Методы дистанционного зондирования земли радарами с синтезированной апертурой

На правах рукописи ЗАХАРОВ Александр Иванович МЕТОДЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ РАДАРАМИ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ Специальность 01.04.03 — «Радиофизика» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук Фрязино – 2012 Работа выполнена во Фрязинском филиале Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН) Официальные оппоненты: Неронский Леон Богуславович, доктор технических наук, профессор, ОАО «Концерн радиостроения «ВЕГА», главный научный сотрудник отдела 7 Кутуза Борис Георгиевич, доктор физико-математических наук, профессор, ФГБУН Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, зав. лабораторией радиофизических методов в аэрокосмических исследованиях природно-техногенной среды Переслегин Сергей Владимирович, доктор физико-математических наук, ФГБУН Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории оптики океана Ведущая организация: ФГУП “Центральный научно-исследовательский институт машиностроения” Защита состоится «31» мая 2013 г. в 10-00, на заседании диссертационного совета Д 002.231.02 при ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН по адресу: 125009, Москва, ул. Моховая, д.11, к.7. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. Автореферат разослан «__»____________2013 г. Учёный секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук А.А.Потапов ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ В настоящее время вопросы создания и эксплуатации спутниковых радаров с синтезированной апертурой (РСА) для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) пользуются заслуженным вниманием во всё мире. Основными достоинствами этих систем съёмки являются нетребовательность к условиям освещенности исследуемого района и нечувствительность к погодным условиям в зоне съемки в сочетании с достаточно высоким пространственным разрешением. В отличие от оптических снимков, радиолокационные изображения содержат фазовую информацию, которая может быть полезна в неменьшей степени, нежели широко используемая интенсивность обратного рассеяния радиосигнала. Так, разность начальных фаз сигналов элементов радиолокационных изображений в схеме интерферометрической съемки с повторяющихся траекторий носителя содержит информацию о рельефе поверхности и мелкомасштабных изменениях/смещениях подстилающих покровов за время между съемками. Современные результаты исследований применимости данных РСА показывают, что извлечь наиболее полную информацию о структуре отражающего слоя поверхности можно путём привлечения двух или более информационных каналов, отличающихся различными параметрами зондирующего сигнала, поляризацией радиоволны на излучении/приеме, ракурсами съемки. Использование многоканальных радиолокационных данных, полученных на разных поляризациях и длинах волн, несет качественно новую информацию по сравнению с одноканальной радиолокационной системой. Интерферометрические наблюдения поверхности Земли с помощью РСА — также одно из самых современных направлений исследования в ДЗЗ. Среди созданных ранее, а также работающих в настоящее время можно назвать такие радары, как SEASAT, SIR-A, SIR-B (США), SIR-C/X и SRTM (США, Германия), ERS-1, ERS-2, ENVISAT (Европейское Космическое Агентство), RADARSAT-1, 2 (Канада), JERS-1 и PALSAR (Япония), TerraSAR-X (Германия), Cosmo-SkyMED (Италия). Среди успешно эксплуатировавшихся отечественных РСА можно упомянуть «Космос-1870» и «Алмаз-1». В России к настоящему времени нет полноценного средства радарного наблюдения Земли из космоса в виде РСА. Нет также единого представления о требуемых параметрах радара, предпочтительных для решения отечественных прикладных и научных задач, о наборе задач, которые может решать радар в зависимости от таких параметров, как длина волны несущей, состав поляризационных измерений и др. Актуальность исследований обусловлена необходимостью уточнения возможностей космических РСА, разработки новых методов обработки информации и поиском новых приложений радиолокационных данных, определением и уточнением возможностей РСА в решении задач дистанционного зондирования Земли, а также необходимостью выработки рекомендаций по предпочтительным параметрам перспективного отечественного РСА. Основной целью данного исследования является определение возможностей РСА в дистанционной зондировании Земли и выработка требований к перспективному космическому РСА, предназначенному для решения научных и прикладных задач с учетом интересов отечественных потребителей. Основными задачами, решаемыми в работе, являются: - рассмотрение основных соотношений в радиолокационной системе и определение ключевых параметров РСА, позволяющих эффективно решать задачи наблюдения Земли; - демонстрация возможностей РСА при решении различных тематических задач ДЗЗ; - анализ метода интерферометрической съемки рельефа поверхности Земли, разработка новых алгоритмов обработки информации, демонстрация новых возможностей интерферометрической съемки; - исследование возможностей радарной поляриметрии при съемке поверхности Земли, сравнение различных схем организации поляриметрических измерений, теоретическое обоснование выбора наиболее эффективной схемы, демонстрация новых возможностей поляриметрических измерений; - исследование влияния атмосферы на искажение радиолокационной информации, разработка метода компенсации эффекта Фарадея при измерениях полной матрицы рассеяния земных покровов; - разработка новых методов внешней калибровки космического РСА, демонстрация возможностей новых калибровочных целей на примере обработки данных экспериментов с современными РСА; - сравнение различных схем построения РСА и выбор параметров перспективного отечественного РСА. Научная новизна. В диссертационной работе проанализированы основные соотношения, определяющие параметры РСА и характеристики получаемой информации, влияние интегрального уровня боковых лепестков на свойства получаемого радарного изображения. Исследована возможность решения различных тематических задач в зависимости от параметров используемого РСА, продемонстрированы новые возможности радиолокационных измерений при комплексировании радиолокационных измерений, в том числе при разновременном картировании, интерферометрической съемке и измерении полной матрицы рассеяния естественных покровов. Разработаны новые методы обработки данных в интерферометрической схеме съемки рельефа, получены новые результаты по наблюдению динамики подстилающей поверхности. Отмечена важность калибровочного обеспечения современных РСА и исследованы принципиально новые средства внешней калибровки. Проведен анализ списка решаемых задач и обоснованы предпочтительные параметры перспективного РСА, предназначенного для решения научных и прикладных задач отечественного потребителя. Выполнен расчет влияния атмосферных неоднородностей на характеристики радиолокационного материала, разработана методика измерения эффекта Фарадея на измерения полной матрицы рассеяния и коррекции искажений по измерениям поляриметрического РСА. Исследованы различные варианты структуры перспективного РСА в зависимости от способа разделения поляризационных измерений, проведен сравнительный анализ этих схем и даны рекомендации по наиболее предпочтительной структуре и параметрам перспективного поляриметрического РСА. Достоверность и обоснованность полученных соискателем результатов достигнута корректной постановкой проблем, строгостью выполненного физико-математического анализа и используемого математического аппарата. Результаты подтверждаются физическими представлениями о механизме рассеяния сигнала отражающими объектами, анализом экспериментальных данных современных зарубежных космических радаров, материалами других авторов, коллег по совместным работам и из смежных отраслей, а также выводами исследований, проводившихся в нашей стране и за рубежом, апробацией работы на международных и Российских конференциях и публикациями соискателя. Методы анализа, принятые в диссертации, базируются на устоявшихся физических представлениях о механизме рассеяния радиоволн поверхностью, принципах организации и функционирования радиолокационных систем дистанционного зондирования Земли, на строгих математических методах анализа когерентности рассеянных сигналов и исследовании составляющих параметра декорреляции, позволяющих оценивать степень влияния различных источников искажения информации. Основные положения, вынесенные на защиту По степени мешающего влияния интегрального уровня боковых лепестков автокорреляционной функции, сигналы с линейной частотной модуляцией являются предпочтительным видом сигналов при радарном картировании протяженных покровов. Радиолокационная интерферометрия – эффективный метод измерения рельефа поверхности и обнаружения динамики поверхности за время между съемками с субсантиметровой точностью. Радиолокационная поляриметрия – эффективный метод изучения свойств подстилающей поверхности при условии корректной организации измерений матрицы рассеяния. Искажающее влияние фарадеевского вращения плоскости поляризации сигнала калиброванного поляриметрического радара с синтезированной апертурой при зондировании подстилающих покровов можно определить по измерениям полной матрицы рассеяния поверхности и скомпенсировать. Результаты многолетнего эксперимента показывают, что новые средства внешней радиометрической калибровки – искусственные постоянные отражатели на базе параболических антенн ОКБ МЭИ обладают высокой временной стабильностью, сравнимой со стабильностью лучших образцов калибровочных целей типа уголковых отражателей или транспондеров. Поляриметрический радар L-диапазона является наиболее предпочтительным перспективным поляриметрического радаром с синтезированной апертурой для решения отечественных научных и прикладных задач ДЗЗ. Прикладная значимость работы заключается в создании новых методов обработки информации РСА, демонстрации возможности решения новых тематических задач, развитии методов внешней калибровки РСА, обосновании параметров перспективного РСА для России. Научно-практическое значение работы состоит в следующем: - показано, что интегральный уровень боковых лепестков двумерной функции неопределенности может оказывать существенное влияние на качество радиолокационных измерений, особенно на измерения начальной фазы сигнала при интерферометрической съемке рельефа; сигнал с линейной частотной модуляцией является наиболее предпочтительным в дистанционном зондировании Земли по сравнению с другими используемыми в радиолокации сигналами; - рассмотрены различные методы тематического анализа амплитудной радиолокационной информации, полученной в различных диапазонах волн и на разных поляризациях сигнала, и приведены примеры её использования при решении ряда задач ДЗЗ. Приведенные примеры дают представление о зависимости эффективности решения тематических задач от параметров радиолокационной съемки; - предложен новый метод выявления естественных постоянных отражателей для ограниченного набора радиолокационных снимков и проведена успешная обработка данных радара TerraSAR-X для опасных карстовых и оползневых участков в зоне железных дорог и газопроводов, в результате которой показана возможность измерения подвижек почв с миллиметровой точностью. Отмечено, что использование длинноволновых радаров типа японского радара PALSAR L-диапазона позволяет снизить остроту проблемы временной декорреляции; - предложен новый подход к оценке искажения элементов полной матрицы рассеяния естественных покровов для поляриметрического РСА, проведено сравнение различных схем разделения измерений элементов полной матрицы рассеяния с точки зрения потери информации, потоков данных, аппаратурных требований, и даны рекомендации по наиболее перспективным схемам. - показана возможность оценки угла фарадеевского вращения по разности фаз внедиагональных элементов матрицы рассеяния в круговом базисе. Отмечено преимущество кругового базиса для решения этой задачи, заключающееся в том, что уклоны рельефа поверхности не вносят искажений в измерения угла фарадеевского вращения и могут быть в свою очередь оценены через разность фаз диагональных элементов матрицы рассеяния в круговом базисе; - исследован новый тип калибровочных целей – параболические антенны с диаметром зеркала 4.7 м калибровочного полигона ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера», имеющие ЭПР 49дБм2 в С-диапазоне, показана высокая радиометрическая стабильность этих калибровочных целей. По результатам анализа радарных снимков полигона ОКБ МЭИ получена оценка параметров искажающих матриц этого поляриметрического РСА на излучении и приеме; - разработана методика поиска наземных естественных стабильных отражателей и в результате обработки серии из полусотни снимков радара PALSAR показано, что существуют стабильные естественные отражатели со стабильностью лучшей, чем у калибровочных антенн ОКБ МЭИ; - проведено исследование списка решаемых с помощью РСА задач дистанционного зондирования в зависимости от таких его параметров, как разрешение, длина волны несущей, поляризация сигнала, точность калибровки. Обосновано преимущество L-диапазона для работы перспективного Российского РСА, предложены его основные параметры, такие как состав поляризационных измерений, режимы работы, разрешающая способность и др.; - рассмотрены варианты организации поляризационных измерений, проведено их сравнение и предложены наиболее предпочтительные параметры перспективного отечественного РСА. Апробация работы: результаты работы, изложенные в диссертации, докладывались на международных, всероссийских, отраслевых конференциях и симпозиумах: на международных семинарах по калибровке радаров с синтезированной апертурой CEOS SAR Workshop в Нидерландах, США, Японии в 1993, 1994, 1998, 2001 гг.; на Генеральных ассамблеях URSI во Франции и Индии в 1996 и 2004 гг.; на Европейских конференциях по радарам с синтезированной апертурой EUSAR в 2000, 2004, 2006, 2008, 2010 гг.; на Международных симпозиумах по дистанционному зондированию IGARSS в 1999, 2000, 2003, 2011, 2012 гг.; на ХIII Всероссийской конференции по распространению радиоволн., Санкт-Петербург, 1996 г.; на Всероссийских симпозиумах «Радиолокационное иследование природных сред», Санкт-Петербург, в 2002, 2004, 2006, 2007, 2009 гг.; на Международной научно-технической конференции “К.Э.Циолковский - 140 лет со дня рождения”, Рязань, 1997 г.; на Всероссийской научной конференции “Физические проблемы экологии (физическая экология)”, Москва,1997 г.; на II Всероссийском совещании “Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве”, Москва, 1998 г.; на III Всероссийской научной конференции “Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды”, Муром, 1999 г. ;на 3й Международной научно-технической конференции “Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоэкоинформатика”, Рязань, 2000; на Всероссийской научной конференции “Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими методами”, Муром, 2001 г.; на V Международной конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации – ПТСПИ’2003», г.Владимир, 2003 и 2004 гг.; на Всероссийских открытых конференциях «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» Москва, ИКИ РАН, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.; на Симпозиуме ERS-Envisat Symposium, Sweden, 2000; на Симпозиуме ENVISAT-ERS Symposium, Austria, 2004 г.; на XXII Всероссийской научной конференции «Распространение радиоволн» (РРВ-22), Ростов-на-Дону, 2008 г.; на Всероссийской научной школе и конференции “Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред”, Муром. 2009, 2010, 2012 гг.; на X Всероссийской конференции «Проблемы мониторинга окружающей среды (ЕМ-2009)», Кемерово, 2009 г.; на Первой молодежной тектонофизической школе-семинаре, Москва, ИФЗ им. О.Ю.Шмидта РАН, 2009 г.; на Всероссийских конференциях «Радиолокация и радиосвязь». Москва, ИРЭ РАН, 2009, 2010 гг.; на Российской научной конференции «Зондирование земных покровов радарами с синтезированной апертурой». Улан-Удэ, 2010; на II Всероссийском семинаре «Геодинамика. Геомеханика и геофизика».. п. Новый Энхалук, Республика Бурятия, 2011 г.; на IX Международном симпозиуме по проблемам инженерного мерзлотоведения, г. Мирный, 2011 г.; на Международной IEEE Сибирской Конференции по управлению и связи SIBCON, Красноярск, 2011 г.; на 21-й Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2011 г.; на 5-ом Белорусском космическом конгрессе, Минск, 2011 г.; на Международных семинарах по научным и прикладным задачам радарной поляриметрии и поляриметрической интерферометрии (POLINSAR), Италия, 2007, 2009 гг.; на Симпозиумах руководителей научных проектов ALOS PI Symposium, Япония, 2001, Греция 2008, Япония 2010 гг. Личный вклад автора заключается в развитии методов анализа радиолокационной информации, организации измерений, обработке радиолокационной информации и демонстрации новых возможностей РСА при решении задач ДЗЗ. Автор руководил основными этапами выполненных работ, проводил конкретные исследования. Им проработаны теоретические вопросы организации поляриметрической съемки естественных покровов, разработаны новые методы обработки данных интерферометрической съемки поверхности Земли, проведено исследование возможностей РСА при решении задач ДЗЗ в зависимости от его параметров. В работе были использованы данные современных зарубежных радаров космического базирования ERS-1/2, ENVISAT, PALSAR, JERS-1, SIR-C, TerraSAR-X, полученных в рамках научных проектов, во многих из которых автор был научным руководителем: AO3-246: “The ecological consequences of the accident at the Chernobyl power plant in 1986 based on the analysis of ERS archival data”, AO3-276 Observation of flooding of Сaspian sea shore process based on the analysis of ERS-1 AND ERS-2 data, AO3-343: “Research and development of highly efficient calibration techniques for spaceborne SAR systems on the base of ground based reflector antennas”, INTAS № 97-1040 «Establishing a Regional System for Ecological Monitoring in the Lake Baikal Region», ENVISAT-AO-549 “Observation of Caspian coastal area evolution caused by rise of the sea level”, ENVISAT-AO-702 “Research of tectonic activity in the Tien-Shan and Caucasus areas based on the ENVISAT ASAR repeated orbits interferometry”, ENVISAT-AO 774: “Research of ENVISAT ASAR full polarimetric capability in the repeated orbits mode of observations”, ERS Pilot Projects -1472 “Evaluation of applicability of ERS INSAR data for monitoring of Yamburg gas pipeline state”, ERS Pilot Projects -3394 “ISLAND: Interferometric Study of Landslides-Associated Nowadays Displacements in urban territories located on the Volga River banks (Ulyanovsk city)”, ERS Pilot Projects - 6320 “Evaluation of the natural and man-caused hazard around North-Muya railway tunnel (North Muya ridge, Siberia)”, ALOS-102: “Study of new calibration techniques and applications for PALSAR polarimetric mode”, ALOS-570 “Seasonal variations of polarimetric properties of forests backscatter on PALSAR data”, ALOS-595 “PALSAR observations for determination of oil and gas in the geological reconnaissance activities ”INFOTERRA Pilot project “TerraSAR-X Data Evaluation (Railway Monitoring and Oil & Gas Applications)”, FP-6 Project INTEGRAL “Interferometric Evaluation of Glaciers Rheology and Alterations”, Международный комплексный целевой проект “Природа”. В результате анализа большого объема радиолокационной информации получен ценный фактический материал по радиофизическим свойствам подстилающей поверхности, использованный автором для демонстрации возможностей РСА при решении тематических задач и выработке рекомендаций по параметрам отечественного перспективного космического РСА. Автор выражает признательность ESA, JAXA, NASA, INFOTERRA за данные современных РСА, предоставленные в рамках перечисленных выше научных проектов. Публикации: по теме диссертации соискателем опубликовано более 140 статей и докладов; основные результаты диссертации достаточно полно отражены в приведённых ниже 55 публикациях, включая монографию, 2 патента на изобретения, 32 статьи, 29 из которых входят в Перечень изданий, определенный ВАК РФ, и 20 докладов на конференциях. Соискателем были сделаны доклады на коллегиях, семинарах и научных советах ряда научных центров, в том числе в Федеральном космическом агентстве, ЦНИИМАШ, ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН и др. Структура и объем диссертации: диссертационная работа состоит из введения, семи глав и заключения. Работа изложена на 370 страницах, содержит 133 рисунка, 36 таблиц и библиографический список из 255 наименований. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность выполненного исследования, обоснована важность и необходимость применения спутникового радиолокационного зондирования для мониторинга состояния земных покровов. Сформулированы цели и задачи диссертационной работы, обозначены объект и предмет исследования, изложены методы исследования, показан личный вклад автора в изучение данной проблемы, представлены научная новизна и практическая значимость полученных результатов и обоснована их достоверность. Сформулированы основные положения, вынесенные на защиту. В первой главе приведены сведения об организации измерений космическими радиолокаторами с синтезированной апертурой (РСА), даны основные соотношения, позволяющие судить о параметрах получаемого радиолокационного изображения. Выведены точные выражения для расчета фокусирующей функции, используемой при синтезе радиолокационного изображения. Особое внимание уделено свойствам двумерной функции неопределенности сложного зондирующего сигнала, поскольку интегральный уровень боковых лепестков двумерной функции неопределенности может оказывать существенное влияние на качество радиолокационных измерений, особенно на измерения начальной фазы сигнала при интерферометрической съемке рельефа. Проведено сравнение уровня боковых лепстков двух видов сигналов: с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и фазокодоманипулированных (ФКМ) сигналов на примере реализаций длиной 127 элементов. На рис. 1 приведен интегральный уровень боковых лепестков SI в зависимости от их удаленности от главного лепестка автокорреляционной функции (АКФ) сигналов, которая вычислена по формуле , где – отсчеты АКФ сигнала. Этот параметр позволяет оценить суммарный уровень дальних боковых лепестков, начиная с элемента k до конца АКФ. Н а рис. 1 видно, что у ЛЧМ-сигнала основной вклад вносят несколько первых лепестков. Начиная с 5-го лепестка интегральный уровень мешающих отражений не превышает –20 дБ. У ФКМ-сигнала интегральный уровень начинается c  8 дБ и держится выше –10 дБ практически до середины АКФ. Видно, что по этому показателю ФКМ-сигнал хуже ЛЧМ-сигнала примерно на 10 дБ. Рис. 1. Интегральный уровень удаленных боковых лепестков ЛЧМ (сплошная линия) и ФКМ (прерывистая линия) сигналов Следствием этой особенности АКФ ФКМ-сигнала будет сильное влияние весьма удаленных протяженных объектов на качество выделения полезного сигнала в главном лепестке АКФ. Проведем сравнение ЛЧМ- и ФКМ-сигналов на примере радиолокационной съемки модельной поверхности с удельной эффективной площадью рассеяния (УЭПР) i-го элемента поверхности и случайной начальной фазой , распределенной равномерно на интервале [0;2). Выражение для реализации сигнала поверхности может быть записано в следующем виде: (1) где i- номер отражающего элемента поверхности. Пусть сравниваемые зондирующие ЛЧМ- и ФКМ-сигналы имеют длину 8191 отсчет, длительность элементарного импульса ФКМ-сигнала и девиация частоты ЛЧМ-сигнала обеспечивают разрешение по поверхности 1 м. Зададим снимаемую поверхность в виде трех участков различной яркости, так что для элементов 12000-20000 =0 дБ, а для участков слева и справа – на некоторую величину S меньше. Отраженный сигнал поверхности ri при использовании длинного зондирующего импульса можно записать в виде свертки , где mj –отсчеты зондирующего импульса. Стандартной процедурой при получении высокого разрешения является согласованная фильтрация отраженного сигнала с использованием копии зондирующего сигнала в качестве импульсной характеристики фильтра. Эта операция обычно выполняется в частотной области с использованием алгоритма БПФ. Восстановленное таким образом изображение с высоким разрешением можно сравнить по интенсивности и фазе с исходным, чтобы оценить искажающее влияние свойств зондирующего сигнала. На рис. 2 и 3 ниже приводятся графики УЭПР отражающей поверхности и ошибки начальной фазы сигнала поверхности как разности фаз исходного сигнала и полученного после съемки и согласованной фильтрации, для ЛЧМ- и ФКМ-сигналов с длиной реализации 8191 элемент. В данном примере УЭПР центрального участка длиной 8192 отсчета на S=8 дБ больше, чем соседних участков. На графиках фазовой ошибки особенно хорошо виден недостаток ФКМ-сигнала по сравнению с ЛЧМ. Если в пределах ярко отражающей поверхности (пиксели 12000-20000) боковые лепестки ЛЧМ-сигнала приводят к фазовым ошибкам порядка 3°, то у ФКМ они достигают 20°, что означает семикратно худшую точность измерений фазы. Наиболее разительно влияние боковых лепестков ФКМ-сигнала на слабо отражающей поверхности по соседству с которой имеется ярко отражающая. Если у ЛЧМ на участке с пикселами 5000-12000 фазовая ошибка возрастает до 5°, то у ФКМ – до 60°, что делает фазовые измерения практически неинформативными. На графиках УЭПР также заметно деструктивное влияние боковых лепестков, приводящее к сильному зашумлению участка изображения с низкой яркостью по соседству с ярким участком. Можно утверждать, что при использовании М-последовательности длиной 8191 отсчет для радара с разрешением 1 м качество измерений в полосе слабо отражающей поверхности шириной более 4 км по соседству с яркой протяженной областью становятся заметно хуже. УЭПР реальных объектов поверхности, равно как и структура поверхности могут меняться в больших пределах. Для иллюстрации результатов исследования в условиях, приближенных к реальным, можно взять радарные изображения в Х-диапазоне, полученные с борта аппарата Шаттл в 1994 г. Нами использованы радарные изображения ряда участков по Подмосковью, района Чернобыльской АЭС, побережья Каспийского моря, Забайкалья с различными формами рельефа поверхности и значениями УЭПР в широком диапазоне. В ходе модел ирования реальные значения УЭПР поверхности на этих изображениях были подставлены в (1) Рис. 2. УЭПР и ошибки фазы для ЛЧМ-сигнала при скачке УЭПР 8 дБ. Р ис. 3. УЭПР и ошибки фазы для ФКМ-сигнала при скачке УЭПР 8 дБ. Оказалось, что перепады УЭПР естественных покровов равнинных районов находятся чаще всего в пределах 5-7 дБ, что приводит к заметному усилению искажений информации при использовании М-последовательностей. Более сильные перепады УЭПР характерны для урбанизированных и хозяйственных территорий. Вследствие этого сигнал поверхности внутриквартальных территорий серьезно искажается из-за просочившегося сильного отраженного сигнала соседних домов и других построек. Слабый сигнал гладких естественных объектов типа невспаханных полей или искусственных – автодорог, полос аэродромов – в значительной степени перекрывается сигналом более яркого окружения. Наиболее серьезными являются искажения сигнала для пересеченного рельефа в гористой местности, когда сильный сигнал обращенных к радару ярких склонов просачивается через боковые лепестки и добавляется в сигнал слабо отражающих обратных склонов. Проведённые исследования позволяют сделать следующий вывод: высокий интегральный уровень равномерно распределенных по дальности боковых лепестков ФКМ-сигналов делает невозможными качественные измерения УЭПР и фазы отраженного сигнала для слабо отражающих поверхностей по соседству с яркими. Последнее обстоятельство делает применение фазокодоманипулированных сигналов в интерферометрических схемах измерений неприемлемым.

Похожие:

	Патентам и товарным знакам (19) Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сборник научных статей, вып. 5, том I. М.: Ооо «Азбука-2000»,...		Российской федерации Целями освоения дисциплины «Автоматизированные системы сбора и обработки результатов дистанционного зондирования» являются
	Российской федерации Целями освоения дисциплины «Автоматизированные системы сбора и обработки результатов дистанционного зондирования» являются		Задачи фундаментального координатно-временного обеспечения. Методы... Список тем рефератов для самостоятельной работы по курсу «Фундаментальное и прикладное координатно-временное обеспечение задач геодезии...
	Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности Дешифрирование данных дистанционного зондирования и индикационное ландшафтоведение		Универсальная мобильная платформа для проведения дистанционного зондирования Методические указания предназначены студентам специальностей 060800(080502) "Экономика и управление на предприятии (строительство)";...
	Спутниковый мониторинг имеет очень широкий круг приложений, включая,... Однако мало кто задумывается о тех процессах, которые происходят в океане, и об их значении для науки, промышленности, энергетики,...		Доклад о состоянии и использовании Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности,...
	Доклад о состоянии и использовании Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности,...		Министерство экономического развития российской федерации Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности,...
	Развития российской федерации федеральная служба Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности,...		Министерство экономического развития российской федерации федеральная служба Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности,...
	Доклад о состоянии и использовании земель в ростовской области в 2011 году Земли промышленности, энерге­тики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспече­ния космической...		Правила организации дистанционного обучения обучающихся правила дистанционного... ...
	Правила организации дистанционного обучения обучающихся моу сош №10... ...		Московский городской педагогический университет В основу курса положен принцип системного подхода при изучении ботанических ресурсов, а также традиционные описательные методы отдельных...