Возможности использования бистатической системы радиолокации на сигналах ГНСС в Арктическом регионе

В настоящее время существует проблема геофизического информационного обеспечения Арктической зоны Российской Федерации и Северного морского пути. Решение этой проблемы вызвано необходимостью расширения объемов добычи нефти и газа, мониторинга месторождений, создания навигационных гравиметрических карт, а также повышения безопасности при навигации по Северному морскому пути [1].

Вариантом создания глобальных карт различных параметров Земли, в том числе на недоступные территории и акватории, является создание и применение средств, размещенных на борту низкоорбитальных спутников.

В настоящее время для создания карт такого параметра гравитационного поля Земли как высота геоида, используются методы активной спутниковой альтиметрии, которые обладают недостатками, связанными с наличием передатчика на борту и с ограниченным пространственным охватом измерений.

Такие недостатки возможно решить путем использования пассивной бистатической радиолокационной системы, использующей отраженные от поверхности Земли сигналы ГНСС. С помощью данной системы возможно решение многих практических задач:

• измерение высоты геоида;
• измерение степени взволнованности водной поверхности;
• оценка характеристик ледовых полей;
• определение границ водных объектов.

Бистатическая радиолокационная система на сигналах ГНСС может быть установлена на борт низкоорбитального наноспутника формата Cubesat. Проведенное моделирование для Арктического региона показало возможность одновременного приема до 55 отраженных сигналов от навигационных спутников, что существенно повышает пространственный охват измерений в Арктическом регионе по сравнению с классическими радиовысотомерами.

Разработан алгоритм вычисления профиля высоты геоида и УОЛ по измерениям бистатической системы ГНСС-радиолокации, и проведена его апробация на реальных первичных спутниковых измерениях миссий TDS-1 и CYGNSS [2–3]. Проведены эксперименты по определению границ водных объектов с помощью разработанного макета бистатической системы на сигналах ГНСС. При этом погрешность оценки границ водоемов с борта беспилотника составила менее 1.5 м.

Литература

1) Павленко В. И. Арктическая зона Российской Федерации в системе обеспечения национальных интересов страны // Арктика: экология и экономика. 2013. № 4(12). С. 16–25.

2) Gunter`s Space Page. TechDemoSat 1 (TDS 1) [Электронный ресурс] URL: https://space.skyrocket.de/doc_sdat/techdemosat-1.htm (дата обращения 03.03.2025).

3) CYGNSS [Электронный ресурс] URL: https://www.nasa.gov/cygnss (дата обращения 03.03.2025).