Горобець О. М. Наземне метрологічне забезпечення точності аерокосмічних систем дистанційного зондування Землі

Дисертація присвячена розвитку методів зовнішнього післястартового калібрування радіолокаторів із синтезованою апертурою антени (РСА). Розглянуті сучасні методи калібрування, виявлено їх недоліки, запропоновано нові підходи та алгоритми. Об’єкт дослідження – радіофізичні методи дистанційного зондування, оброблювані цифрові сигнали у вигляді специфікованих радіолокаційних та інфрачервоних зображень поверхні Землі зі спеціальним калібрувальним приладдям або з антропогенними спорудами, електромагнітні поля і хвилі у відкритій системі транспондера, їх дифракція й інтерференція. Мета дослідження – розвиток методів зовнішнього післястартового калібрування радіолокаторів космічного базування із синтезованою апертурою антени як найважливішої складової забезпечення якості продукції космічного радіолокаційного землеогляду. Методи дослідження: методи прикладної електродинаміки, зокрема метод геометричної теорії дифракції, методи теорії імовірностей і статистичної радіофізики, методи обчислювальної математики та методи експериментальних досліджень. Експериментальне дослідження розроблених антен проведено в безлунній камері з відповідним устаткуванням (НВЧ генератор, панорамний вимірювач КСХН тощо). Теоретичне моделювання цих антен, а також статистичний аналіз даних та алгоритми обробки сигналів виконані у вигляді комп’ютерних програм. Теоретичні і практичні результати та їх новизна. Уперше встановлена залежність ширини відгуку на точковий об’єкт (кількість пікселів) від ширини апертури використовуваного для калібрування РСА відбивача та запропонований новий метод визначення роздільної здатності РСА, що дозволяє використання тригранних кутникових відбивачів різного розміру. Удосконалено математичну модель залежності яскравості зображення відбивача на радіолокаційному зображенні від ефективної площі розсіювання еталонних відбивачів, що розташовані на підстильній поверхні, та розроблено метод визначення передатної функції РСА на основі аналізу більше 100 радіолокаційних зображень відбивачів. Дістав подальший розвиток розв’язок задачі виявлення антропогенних об’єктів на монохромних знімках Землі. Розроблений алгоритм не потребує чіткої специфікації форми або тренувального набору даних. Уперше для розв’язання задачі створення високоефективного "точкового" відбивача для наземних еталонних полігонів запропоновано активний радіолокаційний відповідач-ретранслятор (транспондер) зі слабкоспрямованими приймальною і передавальною антенами та мікрохвильовими підсилювачами з високим коефіцієнтом підсилення. Працездатність транспондера підтверджено в прямому наземно-космічному експерименті з РСА космічного апарата «TerraSar-X». Отримані результати та розроблені методи випробувані та впроваджені в практику при зовнішньому калібруванні РСА космічних апаратів «Кондор-Э» та «Terrasar-X» в період експериментальних випробувань підсупутникового калібрувального полігону «Скрипалі» НКАУ в 2012–2016 рр.