ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РОБАСТНЫХ ДИСКРИМИНАТОРОВ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СПУТНИКОВОГО ВЫСОТОМЕРА

Представлено исследование дискриминаторов запаздывания наземного комплекса дообработки данных спутникового высотомера (альтиметра).  Требования к петле слежения за запаздыванием эхосигнала на борту высотомера ограничиваются надежным удержанием сопровождаемого сигнала в следящем окне,  в то  время как "чистовое" измерение альтиметрических  параметров (запаздывание,  высота волны и др.) является задачей дообработки, выполняемой на  Земле.  В робастных алгоритмах  дискриминирование выполняется без  опоры на  физическую модель эхосигнала, что  способствует улучшению работоспособности спутниковых высотомеров в прибрежных зонах,  где попадание участков суши  в засвечиваемое высотомером пятно существенно искажает наблюдаемый сигнал по сравнению  с откликом сплошной водной поверхности.

Выполнен аналитический расчет шумовых ошибок дискриминаторов центра тяжести и порогового дискриминатора. Приведены результаты моделирования и сопоставлены погрешности оценок запаздывания исследованных дискриминаторов и дискриминатора, оптимального в рамках  классической модели. Хотя  исследованные дискриминаторы уступают оптимальному в точности оценки запаздывания эхосигнала от  водной  поверхности,  соответствующий  проигрыш некатастрофичен и  нередко может быть  сочтен приемлемой платой за  малую  чувствительность к отклонениям отражающих свойств зондируемой поверхности от классических моделей.

1. Coastal Altimetry / ed. by S. Vignudelli, A. G. Kostianoy, P. Cipollini, J. Benveniste. Berlin: Springer, 2011. 565 p.

2. Satellite Altimetry / D. B. Chelton, J. C. Ries, B. J. Haines, L.-L. Fu, P. S. Callahan; ed. by L.-L. Fu, A. Cazenave // Satellite Altimetry And Earth Sciences: a Handbook of Techniques and Applications. San Diego: Academic Press, 2001. P. 1–132.

3. Вопросы построения радиоинтерфейса спутникового высотомера / Д. С. Боровицкий, А. Е. Жестерев, В. П. Ипатов, Р. М. Мамчур; под ред. В. П. Ипатова. СПб.: БХВ-Петербург, 2017. 192 с.

4. Barrick D. E., Lipa B. J. Analysis and Interpretation of Altimeter Sea Echo // Advances in Geophysics. 1985. Vol. 27. P. 61–100.

5. 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.

6. Hayne G. S. Radar Altimeter Mean Return Wave-forms from Near-Normal-Incidence Ocean Surface Scattering // IEEE Trans. on Ant. and Prop. 1980. Vol. AP-28, № 5. P. 687–692.

7. Wingham D. J., Rapley C. G., Griffiths H. New Techniques in Satellite Altimeter Tracking Systems // Proc. of IGARSS’86 Symp., Zurich, 8–11 Sept. 1986. P. 1339–1344.

8. Coastal Gravity Anomalies from Retracked Geosat/GM Altimetry: Improvement, Limitation and the Role of Airborne Gravity Data / C. Hwang, J. Guo, X. Deng, H.-Y. Hsu, Y. Liu // J. Geod. 2006. Vol. 80. P. 204–216.

9. Bao L., Lu Y., Wang Y. Improved Retracking Algorithm for Oceanic Altimeter Waveforms // Progress in Natural Science. 2009. Vol. 19, iss. 2. P. 195–203.

10. Deng X., Featherstone W. E. A Coastal Retracking System for Satellite Radar Altimeter Waveforms: Application to ERS-2 around Australia // J. of Geophysical Research. 2006. Vol. 111, C06012 (1–16).

11. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.

12. Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. 624 с.

13. Davis C. H. Growth of the Greenland Ice Sheet: a Performance Assessment Of Altimeter Retracking Algorithms // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing. 1995. Vol. 33, № 5. P. 1108–1116.

14. Davis C. H. A Robust Threshold Retracking Algorithm for Measuring Ice-Sheet Surface Elevation Change From Satellite Radar Altimeters // IEEE Trans. Geoscience Remote Sensing. 1997. Vol. 35, № 4. P. 974–979.

15. Coastal Sea Surface Heights From Improved Altimeter Data in the Mediterranean Sea / L. Fenoglio-Marc, M. Fehlau, L. Ferri, M. Becker, Y. Gao, S. Vignudelli // Proc. GGEO2008. Springer Verlag, IAG Symposia. P. 253–261.

16. Laurentia Crustal Motion Observed Using TOPEX/Poseidon Radar Altimetry Over Land / H. Lee, C. K. Shum, Yu. Yi, A. Braun, Chung-Yen Kuo // J. of Geodynamics. 2008. Vol. 46. P. 182–193.