Морские информационно-управляющие системы АПРЕЛЬ 2018, № 13 | Page 80

Технические характеристики современных спутниковых радиовысотомеров

Таблица 1

скорости движения спутника относительно пункта наблюдения с погрешностью 1 ... 3 см / с , по световым вспышкам определяет положение спутника относительно звезд с погрешностью 1 ... 1,5 ", измеряет дальность до спутника лазерами и радиотехническим дальномером с погрешностями соответственно 0,5 ... 1 м и 1 ... 2 м . Основным научным результатом программы ГЕОИК , кроме геодезических и гравитационных данных , явилось также получение каталога высот геоида на акватории Мирового океана . Фактическое время активного существования каждого спутника составляло от нескольких недель до 18-ти месяцев . При этом иногда одновременно работало два космических аппарата , чаще – один . Точность измерений радиовысотомера ( инструментальная ошибка ) для разных спутников составила 0,5 ... 0,8 м . Рабочая частота – 9,5 ГГц . В настоящее время эта программа официально не завершена .

Следует отметить , что значения погрешности измерения высоты полета КА , приведенные в таблице 1 , отражают лишь ее флуктуационную составляющую . Суммарная же ошибка измерения высоты оказывается существенно больше . Как видно из таблицы 2 , значительный вклад в суммарную погрешность ВРВ вносят динамические ошибки , наличие которых обусловлено гравитационными возмущениями орбиты КА .

Однако методы борьбы с этими ошибками хорошо известны из теории нелинейной фильтрации [ 4 ] с использованием алгоритмов , которые позволяют минимизировать сумму динамической и флуктуационной погрешностей . Кроме того , нельзя не упомянуть о так называемых ошибках смещения радиовысотомеров , появление которых связано с конечной угловой шириной диаграммы направленности антенны космического ВРВ . Величина ошибок смещения , помимо ширины диаграммы направленности антенны , определяется также и степенью шероховатости зондируе- мой поверхности , то есть зависимостью удельной эффективной площади рассеяния от угла визирования [ 5 ].

Перспективные ВРВ разрабатываются для работы на двух частотах ( 13,6 ГГц и 5,3 ГГц ) с целью коррекции ионосферной погрешности , а также комплексируются с трехчастотным радиометром ( 18 ГГц , 21 ГГц и 37 ГГц ) для компенсации тропосферной погрешности измерения высоты .

Можно констатировать , что ни в России , ни за рубежом пока не созданы ВРВ космического базирования с суммарной погрешностью измерения высоты менее 8 ... 10 см . Задача развития таких систем является весьма актуальной . Анализ современного состояния спутниковой радиовысотометрии показывает , что здесь еще скрыты значительные резервы в части внедрения методов когерентного зондирования , использования оптимальных методов обработки эхо-сигнала , адаптации параметров сглаживающих цепей измерителя высоты под решаемые ВРВ задачи и т . д .

Метод радиовысотометрии и точность измерения уровня моря

Спутниковый высотомер радарного типа измеряет вертикальное расстояние между спутником и уровнем моря посредством измерения времени отражения импульса радиоволн высокой частоты от поверхности моря .

Имея точную информацию о положении орбиты спутника , можно вычислить текущее положение абсолютной ( относительно отсчетного эллипсоида ) уровенной поверхности , проинтегрированной по измерительному пятну луча альтиметра . Отклонения уровня от локальной высоты геоида дают динамическую составляющую уровня моря , то есть отклонения высоты уровня , связанные с динамикой и плотностью вод в точке измерения . При наличии ряда значений уровня моря в измерительной точке при некоторых

78 Морские информационно-управляющие системы , 2018 / No . 1 ( 13 )