Авиационные и космические комплексы дистанционного зондирования Земли с интерферометрической обработкой многомерных сигналов

• Автор: Бабокин, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 335 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список применяемых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЗЗ

1.1 Основные требования к информационным и техническим характеристикам перспективных комплексов ДЗЗ

1.1.1 Характеристики основных объектов ДЗЗ

1.1.2 Анализ возможностей и основные требования к РСА как источнику информации ДЗЗ

1.2 Структура математической модели перспективного комплекса ДЗЗ

1.2.1 Обработка данных ДЗЗ в геоинформационной системе

1.2.2 Модель РСА как информационной составляющей комплекса ДЗЗ

1.3 Модели отражения радиоволн от земной и водной поверхности
1.3.1 Модель отражения радиоволн от земной поверхности
1.3.2 Модель движения носителя РСА космического базирования
1.3.3 Модель относительного движения многопозиционного комплекса РСА космического базирования
1.3.4 Относительные изменения'отраженных от поверхности сигналов
и.выбор параметров многопозиционного комплекса
1.3.5 Относительные изменения отраженных от поверхности сигналов МК
при влиянии местного рельефа
1.3.6 Коррекция модели отражённого сигнала при наличии уклона поверхности
1.3.7 Модель сигнала РСА при сверхширокополосном зондирующем сигнале.. ..82'
1.3.8 Модель отражения радиоволн от морской поверхности
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
2 СИНТЕЗ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНИВАНИЯ
МЕСТНОГО РЕЛЬЕФА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
2.1 Общая постановка задачи синтеза и основные подходы к ее решению;

2.1.1 Формулировка задачи синтеза алгоритмов оценивания
2.1.2 Синтез алгоритмов с помощью общей теории статистических решений
2.1.3 Теория оценивания случайных процессов
2.2 Синтез квазиоптимальных алгоритмов фильтрации (оценивания) местного рельефа земной поверхности при многопозиционном построении РЖ
2.3 Синтез квазиоптимальных алгоритмов фильтрации (оценивания) местного рельефа земной поверхности при однопозиционном построении РЛК
2.3.1 Синтез алгоритмов пространственно-фазовой фильтрации уклонов
земной поверхности
2.3.2 Синтез алгоритмов частотно - фазовой фильтрации уклонов земной
поверхности
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
3 СИНТЕЗ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНИВАНИЯ СДВИГОВ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1 Постановка задачи оценивания сдвигов земной поверхности
3.2 Модель изменений рельефа земной поверхности
3.3 Синтез квазиоптимальных алгоритмов фильтрации (оценивания) сдвигов
рельефа земной поверхности при многопроходном построении РЖ
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
4 СИНТЕЗ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЗВОЛНОВАННОЙ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1 Синтез квазиоптимальных алгоритмов фильтрации (оценивания) параметров взволнованной морской поверхности
4.1.1 Синтез квазиоптимальных алгоритмов пространственно-фазовой фильтрации (оценивания) параметров взволнованной морской поверхности
4.1.2 Синтез квазиоптимальных алгоритмов частотно-фазовой фильтрации (оценивания) параметров взволнованной морской поверхности
4.2 Синтез квазиоптимальных алгоритмов фильтрации (оценивания) рельефа взволнованной морской поверхности при многопозиционном приёме
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
5 ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО
ОЦЕНИВАНИЯ
5 Л Точность оценивания относительного рельефа земной поверхности
5ЛЛ Потенциальная точность оценивания относительного рельефа
местности
5Л.2 Влияние априорной неопределенности рельефа земной поверхности
5Л.З Геометрические искажения при дискретном формировании парных сигналов
5 Л .4 Искажение интерферометрических измерений при движении на поверхности
5.2 Точность оценивания сдвигов земной поверхности
5.2.1 Потенциальная точность оценивания сдвигов земной поверхности
5.2.2 Реальная точность оценивания сдвигов земной поверхности
5.3 Точность оценивания параметров морской поверхности
5.3.1 Потенциальная точность оценивания параметров ветровой гравитационной волны
5.3.2 Потенциальная точность оценивания взволнованной морской
поверхности при многопозиционном приёме
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
6 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗУЕМОСТЬ АЛГОРИТМОВ
ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
6.1 Требования к цифровым системам обработки сигналов РСА
при реализации алгоритмов и пути их снижения
6.2 Предложения по структуре, алгоритмам функционирования и параметрам системы интеферометрического оценивания рельефа местности
6.3 Предложения по структуре, алгоритмам функционирования и параметрам системы оценивания состояния взволнованной морской поверхности

сферы),
- по типу реализуемой съемки (передний, задний, боковой обзор),
- по ведомственной принадлежности.
Космические аппараты (КА) ДЗЗ условно можно разделить на низковысотные (высота орбиты 200.. .400 км), средневысотные (высота орбиты
600... 1400 км) и геостационарные (-36000 км).
Анализ статистических характеристик облачного покрова и длительности светового времени суток в течение года для северных регионов показывает [1.10, 2.59], что приемлемые условия для наблюдения поверхности Земли в оптическом диапазоне обеспечиваются преимущественно в летнее время. Россия как раз находится в Северном полушарии Земли и имеет большую протяженность прибрежных районов с морским климатом (устойчивым облачным покровом, туманами и ветрами), препятствующими систематическому применению воздушных и оптических средств дистанционного зондирования. Это, и не только это, определяет актуальность использования над территорией России в качестве системы ДЗЗ группировки космических РЛ датчиков с применением техники синтезирования апертуры, способных формировать изображения, близкие по качеству к оптическим изображениям, которые, однако, формируются независимо от освещенности и погодных условий:
К дополнительным ([»акторам, определяющим актуальность космических радиолокационных систем для^ России, следует отнести протяженный характер территории с запада на восток (-10 тыс. км). Средневысотные КА с РСА имеют широкие полосы обзора без ухудшенияшространственного разрешения-и- большие дальности действия, в отличие от оптико-электронных приборов, поэтому перспективная группировка средневысотных КА с РСА может быть небольшой.
Радиолокационные комплексы ДЗЗ способны исследовать поверхность и восстанавливать электрофизические свойства Земли на разных радиочастотах или использовать сверхширокополосные сигналы, на возможных поляризациях, при различных углах визирования. Это позволит в российских условиях геоло-