WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 28 |

«Методы слепой обработки сигналов и их приложения в системах радиотехники и связи Москва Радио и связь 2003 УДК 621.396 Горячкин О.В. Методы слепой обработки сигналов и ...»

-- [ Страница 18 ] --

• РЛИ несет в себе зависимость от некоторых специфических характеристик подстилающей поверхности: динамика поверхности, диэлектрическая постоянная, микрорельеф.

Естественными причинами, которые могут привести к существенным изменениям этих характеристик и их РЛИ, соответственно, могут быть следующие: вегетация и потеря листвы растительностью; повреждения растительности (пожары, загрязнения и т.п.); активное сельское хозяйство; изменение микрорельефа и влажности поверхности (дождь, снег и т.п.); наводнение; эрозия почвы; динамика взволнованной водной поверхности (приводной ветер, мелководье, поверхностно-активные вещества, гидродинамические эффекты, связанные с океанскими течениями и течением рек); изменение структуры морских льдов и глетчеров. Это обстоятельство определяет возможность решения с помощью радиолокационного наблюдения целого ряда практических задач. Например, более чем два десятка лет РЛИ используются в геологии для поиска геоморфологических признаков, которые связаны с минералами и газоводонесущими породами [94-98].

РЛС бокового обзора - основное средство в дистанционном зондировании морских льдов, проводки судов во льдах. С помощью информации РЛС удается не только картографировать ледовые поля, но и определять толщину льда, его происхождение, состояние; определить структуру трещин и динамику их развития. Особенно успешно с помощью радиолокационных данных решаются задачи определения характеристик приводного ветра (скорость, направление), а также прогноза энергии ураганов, контроля зон штормов и сильного волнения [97].

Совместно с ИК аппаратурой РСА активно используется для определения зон наиболее эффективного рыболовства, обнаружения косяков некоторых типов промысловых рыб, прогнозирования рыбных запасов и определения квот вылова.

Особенно расширилась область применения РСА с появлением метода интерферометрической съемки [99]. Помимо указанных выше основных свойств радиолокационных данных, при интерферометрической обработке появляется возможность получения трехмерной пространственной информации о характеристиках радиолокационного рассеяния земной поверхности. Основным применением таких данных является топография с высоким разрешением, получение цифровых карт рельефа местности, их оперативного и постоянного обновления.

В ближайшем будущем прогнозируется преимущественное применение РЛС в таких областях, как: картографирование растительных покровов, определение их типа; отслеживание некоторых типов повреждений окружающей среды, например, в результате лесных пожаров; картографирование влажности почвы и растительности, заболоченности; контроль и управление движением морских и речных судов; обнаружение пленок нефти естественного и искусственного происхождения; контроль порывов нефтепроводов и продуктопроводов (в настоящие время проводятся исследования о возможности глобального контроля масштабов утечки газа в газопроводах); картография и топография высокого разрешения; городское планирование и картография землепользования.

РСА космического и авиационного базирования эффективно используются для военных приложений. Это системы разведки, целеуказаний, системы дистанционного обнаружения мин и т.п. [94,95,100,101].

Эффективность использования РСА в этой области связана с возможностью этих систем, обеспечивать решение задачи независимо от погодных условий и времени суток, а также с высокой геометрической точностью.

Как правило, авиационные радиолокационные комплексы используют одновременно несколько несущих частот (многочастотные РСА) и поляризаций (поляриметрические РСА).

Разнообразие частот и поляризаций имеет решающее значение для точной классификации покровов земли в тропических и Арктических областях, измерении биомассы лесов, снежного покрова и влажности.

Применение длинноволновых диапазонов (длина волны более 70см) обеспечивает возможность подповерхностного зондирования, поскольку РЛИ несет в себе информацию о распределении коэффициента отражения в толще земной поверхности, при этом глубина проникновения в VHF и UHF диапазонах может достигать нескольких сотен метров.

РСА космического базирования имеют ряд преимуществ перед авиационными радиолокационными системами наблюдения. Это прежде всего:

• возможность глобального обзора поверхности Земли (до 1000 км);

• высокая оперативность и регулярность обновления информации (от нескольких часов до нескольких суток);

• потенциально более низкая стоимость съемки одного квадратного километра поверхности.

Считается, что первым космическим радиолокатором для построения изображений поверхности Земли была аппаратура космического аппарата (КА) Seasat-A (США). Аппарат был запущен на околополярную орбиту высотой 800 км в июне 1978. Радиолокатор имел рабочую длину волны 23см и горизонтально поляризованное излучение, угол визирования поверхности был фиксированным и составлял 20 градусов от надира. Ширина полосы захвата РСА Seasat-A, т.е. ширина участка местности, попадающей на изображение, была 100 км, а разрешение приблизительно метров. РСА был включен в состав полезной нагрузки КА прежде всего с целью съемки поверхности океана, однако в течение трехмесячной эксплуатации КА были также получены изображения обширных территорий северного полушария.

Изображения РСА Seasat использовались для определения спектра направлений океанских волн, поверхностных проявлений внутренних волн, движения полярных льдов, особенностей геологического строения земной коры, границ влажности почвы, характеристик вегетации, использования земли под городские застройки, и других задач представляющих интерес.

Результаты эксплуатации РСА Seasat превзошли все ожидания и показали высокие информационные возможности РЛИ не только при наблюдении процессов в Мировом океане, но и для наблюдения природных объектов и явлений на суше, ледового и растительного покровов Земли, а также во многих других приложениях дистанционного зондирования. Это обстоятельство вызвало резкий рост интереса к подобным системам и послужило толчком к активизации исследовательских работ в области практического применения радиолокационных данных, создания аппаратных средств космических РСА, методов обработки радиолокационной информации.

В последующие почти 25 лет после запуска КА Seasat было реализовано несколько проектов космических РСА - SIR-A/B (США), SIR-C/XSAR (США, Германия, Италия), ERS-1/2, ENVISAT (Европейское сообщество), JERS (Япония), КА ”Алмаз” (СССР), RADARSAT (Канада).

Эксплуатация этих систем преследовала в основном исследовательские цели: отрабатывались и проверялись аппаратурные решения, методы и техника обработки радиолокационных данных, технологии измерения характеристик природных объектов и явлений по радиолокационной информации. В аппаратуре использовались частотные диапазоны L(23см), S(10см), C(5см), X(3см), активные (SIR-A/B/C, JERS) и пассивные (ERSX-SAR, "Алмаз") фазированные антенные решетки, применялись средства управления углом визирования поверхности (SIR-A/B/C) и режимами работы (ERS-1,2), обеспечивалась одновременная съемка на нескольких поляризациях и частотах (SIR-B/C/X-SAR). В области техники обработки радиолокационной информации был сделан окончательный выбор в пользу цифровых методов и средств.

С середины 90-х гг., с запуском КА RADARSAT (Канада) в 1995г. в развитии космических РСА обозначился следующий этап - переход к эксплуатационным системам, предназначенным для решения конкретных научных, хозяйственных и коммерческих задач.

В состав датчиков дистанционного зондирования КА RADARSAT входит РСА C-диапазона с согласованной горизонтальной поляризацией излучения. Аппаратура имеет несколько режимов работы с различными характеристиками пространственного разрешения, от 10м до 100м и полосы захвата, от 35км до 170км. Основное назначение КА RADARSAT - наблюдение полярных областей планеты в целях получения метеорологической информации, обеспечения навигации в северных областях мирового океана, океанологических исследований и исследования полярных льдов.

Отдельно необходимо отметить программу SRTM (США), которая предусматривала проведение в 1999г. масштабных экспериментов с многочастотным однопроходным РСА-интерферометром. Основная цель 11суточного полета Space Shuttle/Endeavour по программе SRTM - сбор данных с целью последующего формирования цифровых топографических карт поверхности Земли в диапазоне от 56°ю.ш. до 60°с.ш. (приблизительно 80% территории суши). Абсолютная точность восстановленного рельефа составила 20м в плане и 16м по высоте для C-диапазона, 3-5м для Xдиапазона.

Пространственное разрешение космических РСА, сегодня, как правило, не лучше 3 м, а рабочая длина волны находится в диапазоне от 3см (X диапазон) до 25см (L-диапазон).

В последние годы обсуждаются проблемы реализации космических РСА дистанционного зондирования Земли, работающих в диапазонах частот, традиционно не используемых в космической радиолокации. Это РСА, работающие в верхней части сантиметрового диапазона и диапазона миллиметровых волн (X, Ku, K), а также РСА, работающие в верхней части дециметрового диапазона и диапазона метровых волн (P, UHF, VHF).

Необходимость размещения таких РСА на борту космического аппарата диктуется практическими нуждами.

Развитие радиолокационной картографии и геодезии, коммерческих приложений ДЗЗ требует увеличения пространственной разрешающей способности.

Сегодня пространственное разрешение в X диапазоне ограничено регламентом радиосвязи на уровне 1м, в тоже время современные технологии РСА могут обеспечить разрешение до единиц сантиметров при увеличении используемой полосы частот, что может быть достигнуто в высокочастотных диапазонах (X, Ku, K).

Использование диапазонов (P, UHF, VHF) особенно интересно, поскольку РЛИ в этих диапазонах несет в себе информацию о распределении коэффициента отражения в толще земной поверхности, при этом глубина проникновения в VHF диапазоне может достигать нескольких сотен метров.

Кроме того, использование низкочастотных диапазонов связано с высокой эффективностью применения РСА для картографирования растительных покровов.

К сожалению, размещение этих систем в космосе сопровождается рядом сложных технических проблем.

Известно, что увеличение пространственного разрешения по дальности в радиолокаторах с синтезированием апертуры обеспечивается расширением полосы частот зондирующего сигнала и, соответственно, полосы пропускания аппаратного тракта РСА. При этом в коротковолновой части диапазона частот у современных авиационных РСА абсолютный уровень разрешающей способности по дальности ограничен современными возможностями устройств формирования сигналов и полосой пропускания цифрового тракта.

Попытка реализовать абсолютные значение разрешения по дальности в длинноволновой части диапазона частот РСА, хотя бы на уровне 1м...5м, требует реализации уже сверхширокополосных систем (так, например, РСА Carabas 1-2 имеет зондирующий сигнал с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), начинающийся с 20 МГц и заканчивающийся на частоте 90 МГц).

При обработке данных этой системы разработчики уже столкнулись с проблемами обеспечения линейности сквозного тракта, поскольку измерения сквозной передаточной характеристики системы с необходимой точностью обычными способами, даже в условиях наземных испытаний, оказались невозможными [107]. Помимо аппаратного тракта, для широкополосных систем космического базирования, на разрешающую способность по дальности существенное влияние оказывают искажения зондирующего сигнала на трассе распространения в атмосфере за счет изменяющегося с высотой регулярного распределения коэффициента преломления тропосферы и ионосферы [32].



Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 28 |
 


Похожие работы:

«АГРОСПРОМ 2010 руководитель проекта: с.В. Шабаев Технический директор: И.Н. Елисеев Коммерческий директор: Д.В. гончаров Технический редактор: И.с. Шабаев Дизайн обложки и верстка: Е.А. сашина Корректура: о.П. Пуля Отдел реализации: Тел.: (495) 730-48-30, 730-47-30 Факс: (495) 730-48-28, 730-48-29 E-mail: agrosprom@mail.ru agrosprom@list.ru Фролов А.Н. Производство мяса бройлеров. Практическое руководство. – М.: АгросПроМ, 2010. – 128 с: ил. В рационе современного человека одним из важнейших...»

«Сохань Ирина Владимировна ТОТАЛИТАРНЫЙ ПРОЕКТ ГАСТРОНОМИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ (НА ПРИМЕРЕ СТАЛИНСКОЙ ЭПОХИ 1920–1930-х годов) Издательство Томского университета 2011 УДК 343.157 ББК 67 С68 Рецензенты: Коробейникова Л.А., д. филос. н., профессор ИИК ТГУ Мамедова Н.М., д. филос. н., профессор каф. философии Моск. Гос.Торгово-экономического ун-та Савчук В.В., д. филос. н., профессор ФсФ СПбГУ Сохань И.В. Тоталитарный проект гастрономической культуры (на С68 примере Сталинской эпохи 1920–1930-х годов). –...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ по дисциплине НАУКИ О ЗЕМЛЕ Для студентов I курса Направление подготовки 020400.62 Биология Профиль: Биоэкология, Ботаника, Общая биология, Физиология человека Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры Составители: ботаники 2013 г. к.б.н., доцент Иванова С.А., Протокол № к.б.н., ассистент Зуева Л.В. Заведующий кафедрой С.М. Дементьева Тверь 2013 2. Пояснительная записка Цели дисциплины: Формирование теоретических знаний и...»

«ПЯТЬ НЕРЕШЕННЫХ ПРОБЛЕМ НАУКИ Рисунки Сидни Харриса Уиггинс А., Уинн Ч. THE FIVE BIGGEST UNSOLVED PROBLEMS IN SCIENCE ARTHUR W. WIGGINS CHARLES M. WYNN With Cartoon Commentary by Sidney Harris John Wiley & Sons, Inc. Книга рассказывает о крупнейших проблемах астрономии, физики, химии, биологии и геологии, над которыми сейчас работают ученые. Авторы рассматривают открытия, приведшие к этим проблемам, знакомят с работой по их решению, обсуждают новые теории, в том числе теории струн, хаоса,...»

«4. В поэме Медный всадник А. С. Пушкин так описывает наводнение XXXV Турнир имени М. В. Ломоносова 30 сентября 2012 года 1824 года, характерное для Санкт-Петербурга: Конкурс по астрономии и наукам о Земле Из предложенных 7 заданий рекомендуется выбрать самые интересные Нева вздувалась и ревела, (1–2 задания для 8 класса и младше, 2–3 для 9–11 классов). Перечень Котлом клокоча и клубясь, вопросов в каждом задании можно использовать как план единого ответа, И вдруг, как зверь остервенясь, а можно...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.