Восстановление поля скоростей и направлений приповерхностного ветра: орбитальный скаттерометр СКАТ-3

Новая концепция, предложенная при разработке первого российского орбитального скаттерометра СКАТ-3, потребовала проведения дополнительного исследования для оценки её эффективности и сравнения с существующими концепциями скаттерометров. Благодаря применению веерной диаграммы направленности антенны (угловые размеры $1^\circ\times 6^\circ$) удалось примерно в три раза снизить скорость вращения последней по сравнению с прототипом (скаттерометром "SeaWinds") и обеспечить измерение сечения обратного рассеяния в каждой ветровой ячейке на горизонтальной и вертикальной поляризациях. Была разработана численная модель скаттерометра с учётом технических характеристик радиолокатора, параметров орбиты и схемы наблюдения. Проведено моделирование работы скаттерометра с последующим формированием полосы обзора и разбиения её на ветровые ячейки. Показано, что при использовании в скаттерометре веерной диаграммы направленности можно повысить точность восстановления направления ветра в ветровой ячейке за счёт использования радиометрического разрешения в алгоритме обработки. Основная ошибка определения направления ветра связана с неоднозначностью $\pm 180^\circ$, которая обусловлена видом азимутальной зависимости сечения обратного рассеяния. Было показано, что с помощью двумерной угловой медианной фильтрации можно существенно уменьшить погрешность восстановления направления ветра. Эта погрешность, возможно, будет меньше, чем у существующих скаттерометров.