Многочастотный радиоинтерферометр космического базирования для оценки состояния поверхности акваторий

• Автор: Хейн Тхура Аунг
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Обзор проблемы оценки состояния поверхности акваторий по взаимной корреляционной функции
1.1. Взаимная корреляционная функция радиосигналов, рассеянных от морской поверхности, разнесенных по частоте
1.2. Измерение высоты морских волн по коэффициенту взаимной корреляции эхо-сигналов, разнесенных по частоте в СВЧ диапазоне
1.3. Измеряемые характеристики морского волнения и феноменологическая
модель эхо-сигнала
1.5. Выводы по главе
2. Оценка среднеквадратичных ординат морских волн по взаимной двухчастотной корреляционной функции при синтезировании апертуры антенны и использовании антенной решетки
2.1. Взаимная корреляционная функция эхо-сигналов на двух частотах при фокусированном режиме синтезирования апертуры антенны
2.2. Взаимная корреляционная функция эхо-сигналов на двух частотах при нефокусированном режиме синтезирования апертуры антенны
2.3. Взаимная межчастотная корреляционная функция при надирном синтезе апертуры антенны и использовании антенной решетки
2.4. Выводы по главе
3. Оптимальный выбор рабочих частот и формирование зондирующего сигнала
3.1. Выбор значения разностей частот, соответствующих заданному диапазону измеряемых высот морских волн
3.2. Формирование зондирующего сигнала с угловой модуляцией
3.3. Выводы по главе
4. Оценка потенциальной точности измерения высоты морских волн по взаимной корреляционной функции
4.1 Оценка степени волнения морской поверхности по двухчастотному коэффициенту корреляции отраженного сигнала с учетом собственных шумов приемного устройства
4.2. Оценка потенциальной точности измерения степени волнения
морской поверхности по двухчастотному коэффициенту корреляции отраженного сигнала
4.3. Синтез алгоритма оптимального измерения степени волнения МП по двухчастотному коэффициенту корреляции эхо-сигнала
4.4. Выводы по главе

5. Разработка компьютерной модели оценки степени волнения морской поверхности по взаимной корреляционной функции
5.1. Структура и описание модели
5.2. Блок формирования радиолокационного рельефа
5.3. Блок формирования траекторного сигнала
5.4. Блок формирования опорной функции
5.5. Блок обработки сигналов
5.6. Блок формирования межчастотной корреляционной функций и его фазы
5.7. Блок формирования оценки состояния МП
5.7. Сопоставление результатов моделирования с теоретическими расчетами
5.8. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Задачи по освоению ресурсов Земли и Мирового океана требуют разработки принципиально новых средств и методов исследования [1]. В рамках общей проблемы исследования поверхности Земли дистанционными методами большое значение имеет исследование Мирового океана. При этом актуальными являются задачи, связанные с созданием методов и технических средств неконтактного измерения параметров морского волнения (МВ). Космические системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в радиодиапазоне позволяют обеспечить глобальный мониторинг поверхности Земли вне зависимости от состояния атмосферы и времени суток.
Теоретические и экспериментальные исследования статистических характеристик радиосигналов, рассеянных от морской поверхности (МП), анализ их связи с основными параметрами МВ - высотой, наклонами, направлением распространения волн, скорости и направления ветра над поверхностью моря открывают возможности для создания радиотехнических средств измерения этих параметров с искусственных спутников Земли (ИСЗ). Эта информация необходима для повышения достоверности прогноза погоды на континентах и морях, для океанологических научных исследований, обеспечения навигации судовождения, строительства и эксплуатации различных гидротехнических сооружений (буровые вышки, порты и т.п.), экологического мониторинга и т.д.
Космические средства позволяют регулярно получать океанологическую информацию с огромных территорий и в настоящее время стали важнейшими источниками информации об океане наряду с судовыми и другими контактными исследованиями.
В настоящее время бортовым прибором космического базирования, позволяющим оперативно получать сведения о степени волнения МП радиолокационным методом, является прецизионный океанографический радиовысотомер (ПРВ). Однако, основная задача ПРВ -это уточнение формы морского геоида, картирование гравитационных аномалий и контроля морских течений, а опре-

где х = ІТґ; г/ — у / Н. Усредняем результат по облучаемой области Я(Ак) = (А0 ■ К0)2 ■ ехр(- 2 ■ Д к2 ■ а2ь )• ехр(- У • 2 • А к- н)-ехр(у • 2 • л ■ А/ -/)х

X I ехр
х I ехр1 "77^,

- У ■ А к-

1+ лг

V ^синт У

• ехр

V синт У

V исинт J

сЬссІу.
Обозначим р/2 _
^ @синт'
и рассмотрим интеграл по х

Оэ У

исинт' ^

I , ! '
ехр -2-у • —^—т
' Я -в
■ ехр - У • у2 • — • — • х2 I 2 Я ,

Известен табличный интеграл [8]
ехр(- д2 ■ х1 )г/х =
Тогда из (2.17) имеем

2 . п2 Ак

Н2в2 2 Я
уА|1 + у-^--М-Я.^
(2.16)
(2.17)
(2.18)
(2.19)