В.П. Лопатин, М.М. Мурзабеков, Д.С. Бобров
ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
lopatin@vniiftri.ru,
murzabekov@vniiftri.ru,
bobrov@vniiftri.ru
«Альманах современной метрологии» № 4 (36) 2023, стр. 44–57
УДК 528.024.1
Аннотация. Статья посвящена рассмотрению бистатического метода определения профиля высот геоида по сигналам ГНСС, отражённым от водной поверхности. Выполнено сравнение бистатического и альтиметрического спутниковых методов, показаны преимущества первого. Рассмотрены существующие методы и основные операции определения профиля высот геоида на основе бистатического метода. Представлен разработанный алгоритм определения высот геоида на основе данного метода. Выполнен обзор известных российских и зарубежных реализаций бистатического метода и показаны основные результаты.
Ключевые слова: высоты геоида, бистатический метод, наноспутник, сигналы ГНСС.
Цитируемая литература
1. Лебедев С.А. Спутниковая альтиметрия в науках о Земле // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2013. — Т. 10. — № 3. — С. 33–49.
2. Bonnefond P., Exertier P., Laurain O. et al. Absolute Calibration of Jason-1 and TOPEX/Poseidon Altimeters in Corsica // Marine Geodesy. — 2003. — V. 26. — P. 261–284.
3. Guo J.Y., Shen Y., Zhang K., Liu X., Kong Q., Xie F. Temporal-spatial distribution of oceanic vertical deflections determined by TOPEX/Poseidon and Jason-1/2 missions // Earth Sciences Research Journal. — 2016. — 20 (2). — H1–H5.
4. Фатеев В.Ф., Давлатов Р.А., Лопатин В.П. Навигационная аппаратура ГНСС на борту наноспутника: возможности применения // Известия вузов. Приборостроение. — 2018. — Т. 61. — № 5. — С. 437–445.
5. Zavorotny V., Gleason S., Cardellach E., Camps A. Tutorial on Remote Sensing Using GNSS Bistatic Radar of Opportunity // IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. — 2014. — V. 2 — P. 8–45.
6. Camps A., Martin F., Park H., Valencia E., Rius A., D’Addio S. Interferometric GNSS-R achievable altimetric performance and compression/denoising using the wavelet transform: An experimental study // Proceedings of the 2012 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS 2012). Munich, Germany. 22–27 July 2012. — P. 7512–7515.
7. Semmling M. et al. Sea surface topography retrieved from GNSS reflectometry phase data of the GEOHALO flight mission // Geophys. Res. Lett. — 2014. — 41. — 954–960.
8. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. — М.: Наука, 1972. — 424 с.
9. Löfgren J.S., Haas R. Sea level measurements using multi-frequency GPS and GLONASS observations // EURASIP J. Adv. Signal Process. — 2014. — 50.
10. Lowe S.T., LaBrecque J.L., Zuffada C., Romans L.J., Young L.E., Hajj G.A. First spaceborne observations of an Earth-Reflected GPS signal // Radio Science. — 2002. — V. 37. — I. 1. — P. 7-1–7-28.
11. Wagner C., Klokoсhnik J. The value of ocean reflections of GPS signals to enhance satellite altimetry: Data distribution and error analysis // J. Geodesy. — 2003. — 77. — P. 128–138.
12. Beyerle G., Hocke K. Observation and Simulation of Direct and Reflected GPS Signals in Radio Occultation Experiment // J. Geophys. Res. Lett. — 2001. — 28. — P. 1895–1898.
13. Unwin M., Jales P., Tye J., Gommenginger C., Foti G., Rosello J. Spaceborne GNSS-Reflectometry on TechDemoSat-1: Early Mission Operations and Exploitation // IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. — 2016. — V. 9. — 10. — P. 4525–4539.
14. Cortiella A., Vidal D., Jané J., Juan E., Olivé R., Camps A. 3CAT-2: Attitude Determination and Control System for a GNSS-R Earth Observation 6U CubeSat Mission // European Journal of Remote Sensing. — 2016. — 49. —1. — P. 759–776.
15. Ruf C.S., Chew C., Lang T., Morris M.G., Nave K., Ridley A., Balasubramaniam R. A New Paradigm in Earth Environmental Monitoring with the CYGNSS Small Satellite Constellation // Scientific Reports. — 2018.
16. Wan B., Niu X., Jing C., Lei B., Han C. Calibration and Error Analysis of the BF-1 Demonstration GNSS-R Satellites // China Satellite Navigation Conference (CSNC) 2020 Proceedings. Volume I. CSNC 2020. Lecture Notes in Electrical Engineering. — Springer, 2020. — V. 650. — P. 196–205.
17. Nguyen V.A., Nogués‐Correig O., Yuasa T., Masters D., Irisov V. Initial GNSS phase altimetry measurements from the spire satellite constellation // Geophysical Research Letters. — 2020. — V. 47.
18. Li W., Cardellach E., Fabra F., Ribó S., Rius A. Lake Level and Surface Topography Measured with Spaceborne GNSS‐Reflectometry from CYGNSS Mission: Example for the Lake Qinghai // Geophysical Research Letters. — 2018. — V. 45. — I. 24. — P. 13,332–13,341.
19. Li W., Cardellach E., Fabra F., Rius A., Ribó S., Martín-Neira M. First space-borne phase altimetry over sea ice using TechDemoSat-1 GNSS-R signals // Geophys. Res. Lett. — 2017. — 44. — P. 8369–8376.
20. McMullan K., Martín-Neira M., Hahne A., Borges A. SMOS — Earth’s Water Monitoring Mission // Space Technologies for the Benefit of Human Society and Earth. — Dordrecht: Springer, 2009.
21. Фатеев В.Ф., Ксендзук А.В., Обухов П.С. и др. Экспериментальный бистатический радиолокационный комплекс // Электромагнитные волны и электронные системы. — 2012. — Т. 17. — № 5. — С. 58–61.
22. Фатеев В.Ф., Ксендзук А.В., Герасимов П.А. и др. Многопозиционная радиолокационная система с синтезированием апертуры антенны по отражённым сигналам ГНСС «ГЛОНАСС» // Электромагнитные волны и электронные системы. — 2012. — № 5. — Т. 17. — С. 62–68.
23. Денисенко О.В., Пустовойт В.И., Сильвестров И.С., Фатеев В.Ф. Проблемы развития бесшовной ассистирующей технологии навигации в ГНСС ГЛОНАСС на основе измерений параметров геофизических полей // Альманах современной метрологии. — 2020. — № 4 (24). — С. 127–160.
Статья поступила в редакцию: 20.09.2023 г.
Статья прошла рецензирование: 15.11.2023 г.
Статья принята в работу: 16.11.2023 г.
Полные тексты статей доступны в печатных номерах журнала по подписке и при покупке отдельных номеров у издателя.
Также полные тексты статей размещаются в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.