Радиополяриметрические методы определения характеристик радиолокационных объектов при их дистанционном зондировании

• Автор: Колядов, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 209 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 .Радиолокационные объекты в задачах дистанционного
зондирования
1.1 .Задачи и общие принципы применения дистанционных методов изучения радиолокационных объектов
1.2.Радиополяриметрия радиолокационных объектов
1.3.Радиолокационные объекты в задачах дистанционного зондирования
1.3.1 .Водная поверхность
1.3.2.Ледовые покровы
1.3.3 .Снежные покровы
1.3.4.Почва и горные породы
1.3.5.Растительные покровы
2.Статистические характеристики сигналов, отраженных от радиолокационных объектов на различных поляризациях
2.1 .Травяные покровы
2.2.Поверхности дорог
2.3 .Поверхности, покрытые кустарниками
2.4.Поверхности почвы и гор
2.5.Лесные покровы
2.6.Низкая растительность
2.7.Поверхность, покрытая сухим снегом
2.8.Поверхность, покрытая мокрым снегом
Выводы
3.Моноимпульсные методы определения комплексной диэлектрической проницаемости в задачах дистанционного зондирования
3.1.Амплитудно-фазовый метод определения комплексной диэлектрической проницаемости
3.2.Неровные поверхности
3.3.К1Х- сфера
3.4.Амплитудный метод определения комплексной диэлектрической проницаемости
Выводы
Заключение
Приложение
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Одно из современных направлений применения радиолокационных методов связано с решением задач дистанционного зондирования окружающей среды. В гражданской авиации объектами дистанционного зондирования, как правило, выступает земная поверхность, морские и океанические поверхности, ледовые и растительные покровы, атмосфера, облака, объекты, загрязняющую окружающую среду и атмосферу (нефтяные пятна и разливы, пыль и т.п.)
Целью дистанционного зондирования является задача определения различных физических (соленость, влажность, состав грунта и т.п.), электрофизических (диэлектрическая проницаемость, проводимость) и геометрических (структура, неровность, шероховатость и т.п.) характеристик исследуемых объектов зондирования. Решение этих задач связано с необходимостью проведения анализа рассеянных исследуемыми объектами радиоволн, которые непосредственно связаны с геометрическими параметрами и комплексной диэлектрической проницаемостью исследуемых объектов. В свою очередь, комплексная диэлектрическая проницаемость определяется физическими, механическими, химическими и другими свойствами объектов дистанционного зондирования.
Для решения задач такого класса использование классических методов радиолокации, когда объектом анализа является только один компонент отраженной радиоволны, неучет второго компонента и его связей с первым ведет к расточительной потере большого объема информации, содержащейся в отраженной радиоволне. Именно это определяет постоянно нарастающее как у нас в стране, так и за рубежом использование радиополяриметрических методов при решении задач дистанционного зондирования окружающей среды, поскольку эти методы,

во-первых, опираются на “всю” информацию, содержащуюся в отраженной радиоволне, а, во-вторых, дают ряд принципиально новых возможностей в определении физических, электрофизических и геометрических характеристик объектов дистанционного зондирования.
Сказанное определяют актуальность диссертационной работы, посвященной разработке новых перспективных радиополяриметрических методов определения характеристик объектов дистанционного зондирования.
Целью работы является разработка радиополяриметрических методов определения характеристик радиолокационных объектов при их дистанционном зондировании.
Поставленная иель достигается решением следующих основных задач:
1.Анализа свойств радиолокационных объектов как объектов дистанционного зондирования.
2.Разработки математических моделей отражательных характеристик объектов дистанционного зондирования по результатам экспериментальных исследований.
3.Определения статистических закономерностей отражательных характеристик объектов дистанционного зондирования.
4.Разработки радиополяриметрических методов определения комплексной диэлектрической проницаемости объектов дистанционного зондирования.
4,Оценки возможностей разработанных методов определения комплексной диэлектрической проницаемости в задачах дистанционного зондирования.

1.3.1.Водная поверхность
Пресная вода является полярным диэлектриком. Диэлектрическая проницаемость пресной воды может быть рассчитана по формуле Дебая
где в,*, «1,8 - высокочастотное значение при со»ю0; есг«
статическое значение при <в«ш0; т = 1О“|0...1О_|5с - время релаксации; га0 - собственная частота колебаний. Зависимость времени релаксации т от температуры показана на рис. 1.7.
Для морской воды формула (1.9) преобразуется следующим образом
где е0;ст; т-Р(л) - диэлектрическая постоянная, проводимость морской воды по постоянному току; время релаксации морской воды
солености.
Вода сильно влияет на электрические свойства горных пород. В порах породы существует свободная вода, а вода, которая адсорбируется на поверхности твердых частиц, называется связанной.
Удельное сопротивление свободной воды уменьшается с ростом минерализации. Вместе с тем диэлектрическая проницаемость практически не зависит от концентрации, уменьшаясь с ростом температуры.
Совершенно иначе ведет себя связанная вода. Ее удельная проводимость может быть в несколько десятков раз выше, чем у свободной. Она замерзает при температуре ниже 0°С, а наиболее прочно
[36]:
1 + усох
(1.9)
[20]:
(1.10)
соответственно; а(^), Р(з) - коэффициенты, учитывающие влияние