radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical Universityradioelectronics-182Research ArticleРАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ, ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВRADIO ELECTRONIC FACILITIES FOR SIGNAL TRANSMISSION, RECEPTION AND PROCESSINGПотенциальная точность совместной оценки параметров радиовысотомером космического базированияPotential Accuracy of Joint Parameter Estimate by Space-Based Radar AltimeterБоровицкийД. С.BorovitskyD. S.

кандидат технических наук (2016), ведущий научный сотрудник

Ph.D. in Engineering (2016), leading research fellow

dmitry_nepogodin@mail.ruЖестеревА. Е.ZhesterevA. E.

кандидат технических наук (1982), начальник отдела

Ph.D. in Engineering (1982), Chief of the Department

zhesterev@mail.ruИпатовВ. П.IpatovV. P.

доктор технических наук (1983), профессор (1985) кафедры радиотехнических систем

D.Sc. in Engineering (1983), Professor (1985) of the Department of Radio Engineering Systems

ival1941@yandex.ruМамчурР. М.MamchurR. M.

магистр техники и технологий по направлению "Радиотехника" (2015), аспирант и ассистент кафедры радиотехнических систем

Master of Science in Radio Engineering (2015), post-graduate student and assistant of the Department of Radio Engineering Systems

ruslan.mamchur@mail.ruАО "Российский институт радионавигации и времени" (Санкт-Петербург)РоссияJSC "Russian Institute of Radionavigation and Time" (Saint Petersburg)Russian FederationСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSaint Petersburg Electrotechnical University "LETI"Russian Federation201728082017043341Copyright © Боровицкий Д.С., Жестерев А.Е., Ипатов В.П., Мамчур Р.М., 20172017Боровицкий Д.С., Жестерев А.Е., Ипатов В.П., Мамчур Р.М.Borovitsky D.S., Zhesterev A.E., Ipatov V.P., Mamchur R.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/182

Для спутникового радиовысотомера на основе границы Крамера-Рао получены выражения и рассчитаны предельно достижимые минимальные дисперсии совместных оценок высоты космического носителя, степени взволнованности зондируемой водной поверхности и отношения "сигнал/шум" принимаемого сигнала.

The subject of research is a space-based radar altimeter. Modern satellite altimeters along with the instant distance to an earth surface are to measure the sea wave height and scattering cross section per unit of a probed spot. Ranking of specific measuring algorithms for the quantities mentioned is carried out by comparison of their accuracy indicators with the reference which is minimum theoretical estimate variance established by the Cramer-Rao bound. Calculation of such bounds in case of joint estimate comes down to inversion of the Fisher information matrix. In the paper, this task is solved within the framework of Gaussian approximation of both compressed ranging pulse and antenna pattern. As a result, expressions for noise variances of joint estimates of satellite height, significant wave height and power SNR are obtained. Quantifying the received equations into figures is implemented by numerical integration.

Спутниковый высотомерсовместные измеренияоценка по максимуму правдоподобияграница Крамера-Раоматрица ФишераSatellite AltimeterJoint EstimationMaximum Likelihood EstimateCramer-Rao BoundFisher MatrixReferencesSatellite Altimetry and Earth Sciences. A Handbook of Techniques and Applications / ed. by L.-L. Fu, A. Cazenave. San Diego; Academic Press, 2001. 463 p.Satellite Altimetry and Earth Sciences. A Handbook of Techniques and Applications; ed. by L.-L. Fu, A. Cazenave. San Diego, Academic Press, 2001, 463 p.Coastal Altimetry / ed by S. Vignudelli, A. G. Kostianoy, P. Cipollini, J. Benveniste. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 578 p.Coastal Altimetry; ed by S. Vignudelli, A. G. Kostianoy, P. Cipollini, J. Benveniste. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 2011, 578 p.Improving the Jason-1 Ground Retracking to Better Account for Attitude Effects / L. Amarouche, P. Thibaut, O. Z. Zanife, J.-P. Dumont, P. Vincent, N. Steunou // Marine Geodesy. 2004. Vol. 27, № 1-2. P. 171-197.Amarouche L., Thibaut P., Zanife O. Z., Dumont J.-P., Vincent P., Steunou N. Improving the Jason-1 Ground Retracking to Better Account for Attitude Effects. Marine Geodesy. 2004, vol. 27, no. 1-2, pp. 171-197.Потенциальная точность измерения запаздывания отраженного сигнала космическим альтиметром / Д. С. Боровицкий, А. Е. Жестерев, В. П. Ипатов, Р. М. Мамчур // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2017. № 2. С. 5-11.Borovitsky D. S., Zhesterev A. E., Ipatov V. P., Mamchur R. M. Potential Accuracy of Echo-Signal Delay Measurement by Space-Based Radar Altimeter. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika [Journal of the Russian Universities. Radioelectronics]. 2017, no. 2, pp. 5-11. (In Russian)Аналитическая модель эхосигнала спутникового высотомера / Д. С. Боровицкий, А. Е. Жестерев, В. П. Ипатов, Р. М. Мамчур // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2017. № 3. С. 39-45.Borovitsky D. S., Zhesterev A.E., Ipatov V. P., Mamchur R. M. Radar Altimeter Echo-Signal Analytical Model. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika [Journal of the Russian Universities. Radioelectronics]. 2017, no. 3, pp. 39-45. (In Russian)Brown G. S. The Average Impulse Response of a Rough Surface and Its Applications // IEEE Trans. on Ant. and Prop. 1977. Vol. AP-25, № 1. P. 67-74.Brown G. S. The Average Impulse Response of a Rough Surface and its Applications. IEEE Trans. on Ant. and Prop. 1977, vol. AP-25, no. 1, pp. 67-74.Barrick D. E., Lipa B. J. Analysis and Interpretation of Altimeter Sea Echo // Advances in Geophysics. 1985. Vol. 27. P. 61-100.Barrick D. E., Lipa B. J. Analysis and Interpretation of Altimeter Sea Echo. Advances in Geophysics, 1985, vol. 27, pp. 61-100.Радиотехнические системы: учеб. для вузов / под ред. Ю. М. Казаринова. М.: Высш. шк., 1990. 496 с.Radiotekhnicheskie sistemy: Uchebnik dlya vuzov; pod red. Yu. M. Kazarinova [Radio Engineering Systems: Textbook for High Schools]. Moscow, Vyssh. shk., 1990, 496 p. (In Russian)Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции: в 2 т. Т. 1 / пер. с англ. М.: Сов. радио, 1972. 744 с.Van Trees H. L. Detection, Estimation, and Modulation Theory. Pt. I. New York, John Wiley & Sons, 1968, 697 p.Прокис Дж. Цифровая связь / пер. с англ. М.: Радио и связь, 2000. 800 с.Proakis J. Digital Communications. 3rd edition. McGraw-Hill, 1995, 928 p.AltiKa: a Ka-Band Altimetry Payload and System for Operational Altimetry During The GMES Period / P. Vincent [et al.]// Sensors. 2006. Vol. 6. P. 208-234.AltiKa: a Ka-band altimetry payload and system for operational altimetry during the GMES period/ P. Vincent [et al.]. Sensors. 2006, vol. 6, pp. 208-234.Tournadre J. Lambin-Artru J., Steunou N. Cloud and Rain Effects on Altika/SARAL Ka-Band Radar Altimeter. Pt. I: Modeling and Mean Annual Data Availability // IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 2009. Vol. GRS-47, № 6. P. 1806-1817.Tournadre J., Lambin-Artru J., Steunou N. Cloud and rain effects on AltiKa/SARAL Ka-band radar altimeter. P. I: Modeling and mean annual data availability. IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 2009, vol. 47, no. 6, pp. 1806-1817.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.