No abstract

Работа посвящена оценке точности метода обращения радиояркостных изображений некогерентного СВЧ радиолокатора в карты возвышений взволнованной морской поверхности. Основой техники является применение к трёхмерному комплексному спектру последовательности амплитудных радиолокационных (РЛ) изображений фильтра высоких частот и фильтра дисперсионного соотношения с поправкой на глубину и среднюю скорость поверхностного течения. Методика включает также применение эмпирической модуляционно-передаточной функции для амплитуды и фазы комплексных спектральных компонент. Подобная техника впервые применена для данных, полученных в прибрежной зоне северо-восточной части Чёрного моря (Южное отделение ИО РАН, г. Геленджик). Валидация метода была проведена с помощью серии численных экспериментов с применением стохастического моделирования взволнованной морской поверхности. После получения модельных данных о возвышении поверхности воды к ним применялись основные изображающие механизмы локатора для скользящих углов зондирования, а именно модуляции затенениями и уклонами волн. Также к моделям РЛ изображений применялся мультипликативный шум. Сравнение изначальных синтетических карт возвышений взволнованной морской поверхности с восстановленными показало среднюю по координатам и времени точность метода на уровне 15% от значительной высоты волнения. Ключевые слова: СВЧ радиолокатор, прибрежная зона, восстановление высот индивидуальных волн Одобрена к печати: 05Введение Некогерентные прибрежные СВЧ-радиолокаторы уже давно успешно применяются для исследования состояния взволнованной морской поверхности. Такие радиолокационные станции, снабженные модулем оцифровки данных, являются практически всепогодными и не зависящими от времени суток приборами для широкого класса прикладных задач. Они используются для оценки направленного спектра волнения и его характеристик (Nieto Borge et al., 1999, 2008; Nieto Borge, Soares, 2000), среднего приповерхностного течения, локальной батиметрии (Serafino et al., 2010), скорости приповерхностного ветра (Dankert et al., 2003), интенсивности осадков. В работе (Nieto Borge et al., 2004) была предложена методика обращения последовательности радиолокационных снимков в карты возвышений взволнованной морской поверхности, однако подробная верификация предложенного метода не была проведена даже на наборе синтетических данных. Целью данной работы является изучение возможностей предложенного метода для восстановления высот индивидуальных волн для экстремально больших углов зондирования (89,2−89,7 градусов). Постановка эксперимента по сравнению с натурными данными даже в точке представляется затруднительной из-за необходимости очень точной синхронизации по времени и пространству. Поэтому для проведения верификации метода было привлечено

No abstract

A model of the formation of the gradient sea-level field by the space bi-static radar measurements is developed. An interferometer radar with cross-sectional base is used as a receiver. The relatively small antenna 5–10 m of cross-sectional base gives a huge gain in energy when working for quasi-mirror scattering in the range of short wind waves. The efficiency of the system is evaluated by converting the dynamical model of tsunami wave evolution for the case of the Kuril earthquake (October 4, 1994) into a panoramic radar image of the sea level. The panoramic image of the front wave allows predicting the direction, amplitude and, finally, the expected time of tsunami arrival to a given point. The obtained radar image confirms the main feature of the quasi-mirror method: the fluctuation-level sensitivity varies within the radar swath (~2000 km) and is the worst near the mirror point. For the chosen radar parameters, the average sensitivity in the swath is ~5 cm for a site (15 × 15) km. Without accounting the time required to transmit information from the receiver to the tsunami–prone sites, the minimal time interval between the appearance of the wave front and the tsunami alert is determined by the number of sequentially launched small tandem spacecrafts. For a single tandem this time is about 45 min.

No abstract