Дистанционные средства и методы локации для исследования морской поверхности. Учебное пособие

Излагаются методы и принципы дистанционного исследования морских акваторий с использованием радиолокационных средств различного диапазона волн. Рассмотрены принципы радиолокационного исследования мирового океана активными и пассивными радиолокационными средствами.

Рассмотрены основные характеристики радиолокационного рассеяния и излучения в радиодиапазоне морской поверхностью, принципы обзора акваторий радиолокационными средствами.

Рассмотрены статистические характеристики отражений от морской поверхности. Приведены модели отражений и излучений радиосигналов от морской поверхности в широком диапазоне волн, в том числе радиометрические модели рассеяния и излучения морской поверхности в ММ и ИК диапазонах волн.

Изложен принцип оптимального приема сигналов и на его основе синтез оптимального корреляционного приемника.

Рассмотрены методы определения параметров морского волнения по энергетическим, поляризационным и спектрально-корреляционным характеристикам обратного отражения сигналов от морской поверхности, определения степени загрязнения и решения проблем экологии морских акваторий.

Предназначено для студентов, изучающих дисциплину "Дистанционные методы исследования Мирового океана", аспирантам, занимающихся проблемами дистанционного мониторинга морских акваторий.
Remote sea areas of water research with using radar facilities of variety wave bands is presented. World Ocean radar sensing by active and passive facilities is considered. Main characteristics of sea surface radar scattering and echo in radio band are investigated, main principles of radar monitoring are observed. Sea surface reflection statistic characteristics are considered.

Sea surface reflection and echo signal models in wide frequency range are given including sea surface radiometric scattering and echo signal models in infrared and millimeter wave band. Sea Rough sea parameters definition methods are investigated on sea surface back scatter signal energy, polarization and spectral-correlation characteristics . Sea surface pollution level definition methods and ecology problem solving methods are presented.

The book is intended for students attended lectures on World Ocean Remote Research Course , for post-graduates dealing with sea area of water monitoring.

Содержание

Предисловие

Глава 1. Методы дистанционных океанологических исследований
1.1. Океан, как объект исследований
1.2. Методы исследования морской поверхности
1.3. Активные радиолокационные методы
1.4. Пассивные радиолокационные (радиометрические) методы
1.5. Диапазоны частот, применяемые в радиолокации
1.6. Акустические и гидроакустические методы
1.7. Оптические методы
1.8. Космические системы дистанционного зондирования
1.9. Типы существующих космических радиолокационных систем

Глава 2. Характеристики отражения и поглощения радиоволн морскими объектами
2.1. Характеристики рассеяния радиоволн морскими объектами
2.2. Поляризационные характеристики рассеяния
2.3. Радиотепловое излучение земной и водной поверхности в радиодиапазоне

Глава 3.Принципы радиолокационного обзора и измерения координат ....
3.1. Методы обзора пространства и.измерения координат объектов
3.2. Панорамные РЛС и РЛС с СА
3.3. Аппаратная реализация PC А
3.4. Топографические методы радиолокационного обзор
3.5. Принципы измерения скорости в радиолокационных системах

Глава 4. Статистические характеристики радиолокационных сигналов, отраженных от морской поверхности
4.1. Плотность распределения вероятностей амплитуд отраженных сигналов
4.2. Корреляционная функция и спектральная плотность радиолокационных сигналов
Спектры флуктуации объектов земной и водной поверхностей
Глава 5.Прием и обработка отраженных радиолокационных сигналов
5.1 Дальность действия активной РЛС
5.2. Принцип оптимального приёма радиолокационного сигнала
5.3. Функция неопределенности
5.4. Погрешности радиолокационных измерений
5.5. Расчет энергетических характеристик наземной РЛС при зондировании морской поверхности
5.6. Синтез оптимального приемника по статистическому
5.7. Структура идеального приемника радиотеплового излучения
5.8. Оценка порогового сигнала
5.9. Дальность радиотеплолокационного наблюдения

5.10. Принципы построения и работы радиометров
5.11. Принципы работы и построения скаттерометров

Глава 6. Физические основы оптической (лидарной) локации, оптической и инфракрасной спектрометрии морской поверхности
6.1. Особенности работы и построения оптической локационной станции
6.2. Характеристики рассеяния объектов в оптическом диапазоне волн
6.3. Статистические характеристики сигнала и шума на выходе фотодетектора
6.4. Дальность действия ОЛС
6.5. Основы оптоинфракрасной спектрометрии

Глава 7. Модели радиолокационного рассеяния морской поверхности
7.1. Виды механизмов морской поверхности и метеорологических условий, влияющих на радиолокационное рассеяние
7.2. Основная модель радиолокационного рассеяния от морской поверхности
7.3. Модель спектра ветровых волн
7.4. Модель НЭПР с учетом статистических свойств поверхности моря .
7.5. Модель морской поверхности при малых углах зондирования

Глава 8.Радиолокационные методы измерения и контроля параметров водной среды
8.1. Определение параметров морского волнения по энергетическим характеристикам обратного отражения
8.2. Определение параметров морского волнения по поляризационным характеристикам отраженного радиосигнала
8.3. Измерение параметров волнений по спектрально-корреляционным характеристикам отражённого сигнала
8.4. Измерение уклона взволнованной поверхности
8.5. Методы измерения толщины нефтяной пленки на морской поверхности

Глава 9. Радиометрические модели рассеяния и излучения морской поверхности в ММ и ИК диапазонах волн
9.1. Расчетная модель рассеяния и излучения ММ-волн земной поверхностью
9.2. Расчетная модель рассеяния и излучения ММ-волн морской поверхностью
9.3. Эффективные температуры взволнованной поверхности моря в диапазоне ММ-волн
9.4. Расчетная модель рассеяния и излучения ММ-волн аномалиями морской поверхности
9.5. Расчетная модель рассеяния и излучения аномалиями морской поверхности в ИК-диапазоне

Глава 10.Дистанционный экологический мониторинг морских
10.1. Структура комплексной системы экологического мониторинга морских акваторий
10.2. Определение контраста между чистой и загрязненной нефтью поверхностями
10.3. Оценка параметров загрязнений морской поверхности по данным многочастотного радиолокационного зондирования
10.4. Контраст оптического сигнала на границе раздела водонефтяная пленка
10.5. Некогерентная составляющая контраста при лидарном зондировании чистой и загрязненной морской поверхности
10.6. Практическая реализация радиолокационного метода для обнаружения аномалий и параметров морской поверхности

Список использованных источников