В.П. Лопатин, В.Ф. Фатеев
ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
lopatin@vniiftri.ru
«Альманах современной метрологии» № 4 (28) 2021, стр. 73–83
УДК 528.223
Аннотация. Представлены методы определения высоты геоида с использованием пассивной бистатической радиолокационной системы на основе прямых и отражённых сигналов ГНСС. Такая система является перспективной для определения высоты геоида, скорости приповерхностного ветра, взволнованности водной поверхности и др. Представлен расчёт суммарной погрешности измерения высоты геоида с помощью интерференционного метода ГНСС-высотометрии. Моделирование показало, что по некоторым навигационным системам возможно получение погрешности определения высоты геоида не более 30 см, а при использовании фазового метода — на уровне сантиметра.
Ключевые слова: геоид, спутниковая альтиметрия, GNSS-R, бистатическая радиолокация.
Цитируемая литература
1. Сахно И.В., Ткачев Е.А., Гаврилов Д.А., Успенский К.К. Малый космический аппарат обзора морской поверхности с использованием сигналов спутниковых радионавигационных систем // Известия вузов. Приборостроение. — 2009. — Т. 52. — № 4. — С. 34–39.
2. Awange J. GNSS Reflectometry and Applications // GNSS Environmental Sensing. Environmental Science and Engineering. — Springer, Cham, 2018. — P. 173–182.
3. Jin S., Komjathy S. GNSS reflectometry and remote sensing: new objectives and results // Advances in Space Research. — 2010. — No. 46 (2). — P. 111–117.
4. Фатеев В.Ф., Давлатов Р.А., Лопатин В.П. Навигационная аппаратура ГНСС на борту наноспутника: возможности применения // Известия вузов. Приборостроение. — Т. 61. — № 5. — С. 437–445.
5. Ксендзук А.В., Фатеев В.Ф., Попов С.А. Метод обработки сигналов в космических многопозиционных радиолокационных системах с синтезом апертуры антенны // Известия вузов. Приборостроение. — 2009. — Т. 52. — № 4. — С. 28–33.
6. Фатеев В.Ф., Сахно И. В. Особенности построения авиационно-космических двухпозиционных РСА с монохроматическим зондирующим сигналом: сб. трудов. — СПб.: МО РФ, 1996.
7. Zavorotny V.U., Voronovich A.G. Scattering of GPS signals from the ocean with wind remote sensing application // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. — 2000. — 38. — P. 951–964.
8. Brown G.S. The average impulse response of a rough surface and its applications // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. — 1977. — V. AP-25. — 1. — P. 67–74.
9. Rius A., Cardellach E., Martin-Neira M. Altimetric Analysis of the Sea-Surface GPS-Reflected Signals // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. — 2010. — V. 48. — 4. — P. 2119–2127.
10. Перов А.И., Харисов В.Н. и др. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования // Радиотехника. — 2010.
11. Camps A., Pascual D., Park H., Martin F. PARIS IOD: ID-16A Contribution to Performance and Error Budgets Report // ESA Project AO/1-6576/2010/F/ WE-ID 51 GNSS-R-Feasibility Study (Phase A). — 2012.
12. Лебедев С.А. Спутниковая альтиметрия Каспийского моря: дис. д-ра физ.-мат. наук. — М.: Геофизический центр Российской академии наук, 2014.
14. Ghavidel A., Schiavulli D., Camps A. Numerical Computation of the Electromagnetic Bias in GNSS-R Altimetry // IEEE Trans. Geosci. Remote. Sens. — 2016. — 54. — P. 489–498.
14. Nava B., Radicella S., Leitinger R. Use of total electron content data to analyze ionosphere electron density gradients // Adv. Sp. Res. — 2007. — V. 39. — No. 8. — P. 1292–1297.
15. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. — М.: Наука, 1972.
16. Караев В.Ю., Панфилова М.А., Титченко Ю.А. и др. Первый российский скаттерометр орбитального базирования: численное моделирование // Изв. вузов. Радиофизика. — 2015. — 58. — № 11. — С. 935–952.
17. Elfouhaily T., Chapron B., Katsaros K., Vandemark D. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves // Journal of Geophysical Research 102 (C7). — 1997. — P. 15781–15796.
18. Katzberg S.J., Torres O., Ganoe G. Calibration of reflected GPS for tropical storm wind speed retrievals // Res. Lett. — 2006. — 33. — L18602.
19. Clarizia M., Gommenginger C., Gleason S., Srokosz M., Galdi C., di Bisceglie M. Analysis of GNSS-R delay-Doppler maps from the UK-DMC satellite over the ocean // Geophys. Res. Lett. — 2009. — 36.
20. Gleason S., Hodgart S., Yiping S., Gommenginger C., Mackin S., Adjrad M., Unwin M. Detection and processing of bistatically reflected GPS signals from Low-Earth Orbit, for the purpose of ocean remote sensing // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2005. — 43 (6). —1229–1241.
21. Marchan-Hernandez J., Valencia E., Rodriguez-Alvarez N., Ramos-Perez I., Bosch-Lluis X., Camps A., Eugenio F., Marcello J. Sea-state determination using GNSS-R data // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. — 2010. — 7 (4). — P. 621–625.
22. Rodriguez-Alvarez N., Akos D.M., Zavorotny V.U., Smith J.A., Camps A., Fairall C.W. Airborne GNSS-R wind retrievals using delay-Doppler maps // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. — 2013. — V. 51. — No. 1. — P. 626–641.
23. Clarizia M.P., Ruf C., Gommenginger C., Jales P. Spaceborne GNSS-R Minimum Variance Wind Speed Estimator // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2014. — V. 52. — No. 11. — P. 6829–6843.
Статья поступила в редакцию: 26.10.2021 г.
Статья прошла рецензирование: 01.11.2021 г.
Статья принята в работу: 08. .11.2021 г
Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.