УДК 528.88

РАДИОЛОКАЦИОННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ L-ДИАПАЗОНА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СНЕЖНОГО ПОКРОВА

 

П. Н. Дагуров¹, Т. Н. Чимитдоржиев¹, А. В. Дмитриев¹, С. И. Добрынин², А. И. Захаров³, А. К.  Балтухаев¹, М. Е. Быков¹, И. И. Кирбижекова¹

¹Институт физического материаловедения Российской академии наук, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахъяновой, д.6

²Бурятский институт инфокоммуникаций (филиал) СибГУТИ, 670005, г. Улан-Удэ, ул. Трубачеева, 152

³Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, 141190, г. Фрязино Московской обл., пл. Б.А. Введенского, д.1

 

Статья поступила в редакцию 27 апреля 2017 г.

 

Аннотация. Исследована возможность применения космической радиолокационной интерферометрии для определения высоты снежного покрова и снежного эквивалента снега. Экспериментальным материалом при измерениях высоты и водного эквивалента снега методом спутниковой дифференциальной радиолокационной интерферометрии были данные двух сеансов съемки тестового участка земной поверхности, проведенных радаром ALOS PALSAR-2 в бесснежный период и при наличии снежного покрова. Приведены теоретические соотношения, связывающие интерферометрическую разность фаз с высотой снежного покрова и водным эквивалентом снега для данной геометрии наблюдений и длины волны сигнала радара. Существенным элементом эксперимента было размещение вблизи тестового участка эталонного уголкового отражателя, обратное рассеяние которого и положение фазового центра рассеяния были одинаковы в обеих съемках. Расчетные значения высоты снега, полученные исходя из изложенной теории, измерений интерферометрической разности фаз методом дифференциальной интерферометрии, а также прямые измерения высоты снега на тестовом участке показали хорошее взаимное соответствие.

Ключевые слова: спутниковый радиолокатор с синтезированной апертурой, дифференциальная интерферометрия, ALOS PALSAR-2, снежный покров, водный эквивалент снега.

Abstract. An applicability of spaceborne radar interferometry for the measurements of snow layer thickness and snow water equivalent was studied. Experimental dataset in the measurements of thickness and snow water equivalent consisted of two datasets from ALOS PALSAR-2 observations made in snow free conditions and in the presence of snow cover. Theoretical relations between interferometric phase difference, snow layer thickness and snow water equivalent for a given observation geometry and radar signal wavelength are presented. An essential feature of the experiment was the deployment at the test field of the reference corner reflector having stable level of radar cross section and scattered signal phase center location. Its interferometric phase difference was used as reference in calculations of the phase differences induced by snow cover on the test field. The deployment of the corner reflector with 2 meters leg on the smooth surface of the test field provided high corner signal to surrounding clutter ratio, exceeding 34 dB, and respective accurate measurements of the corner signal phase difference. At the same time, overall accuracy is determined by signals of the test field covered with snow layer. Direct measurements of snow parameters are: snow thickness 20 – 30 cm, snow density 0.2 – 0.21 g/cm³. The calculations of snow depth made using theoretical relations, interferometric phase difference measurements, as well as direct measurements of snow layer thickness at the test field are in good agreement.

Key words: Spaceborne synthetic aperture radar, differential interferometry, ALOS PALSAR-2, snow cover, snow water equivalent.

 

Ссылка на статью:

П.Н. Дагуров, Т.Н. Чимитдоржиев, А.В. Дмитриев, С.И. Добрынин, А.И. Захаров, А.К.  Балтухаев, М.Е. Быков, И.И. Кирбижекова. Радиолокационная дифференциальная интерферометрия L-диапазона для определения параметров снежного покрова. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2017. №5. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/may17/1/text.pdf