УДК 537.877+532.5.013
МОДЕЛИРОВАНИЕ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ
ОПИСАНИИ ФОРМЫ ОТРАЖЕННОГО ИМПУЛЬСА РАДИОАЛЬТИМЕТРА
И. П. Шумейко, М. И. Ожиганова
Севастопольский
государственный университет,
299053, г. Севастополь, ул.
Университетская, 33
Статья поступила в редакцию 4
декабря 2018 г.
Аннотация. Анализируются ошибки определения уровня морской поверхности
по данным вертикального радиозондирования с космических аппаратов.
Рассматриваются ошибки, вызванные погрешностью аппроксимации функции плотности
вероятностей возвышений морской поверхности усеченным распределением
Грама-Шарлье. Для численных расчетов используются данные измерений кумулянтов
морской поверхности до шестого порядка включительно, полученные в морских
условиях. Также используются оценки кумулянтов седьмого и восьмого порядков,
определенные в лабораторных условиях. Показано, что в зависимости от выбора
аппроксимации функции плотности вероятностей возвышений морской поверхности расчетное
положение переднего фронта отраженного импульса может смещаться на 0.3 нс.
Такое смещение приводит к разбросу в определении уровня морской поверхности,
равному 4.5 см.
Ключевые слова: морская поверхность, распределение Грама-Шарлье, радиоальтиметр,
зеркальное отражение, модель отраженного импульса.
Abstract. Errors in determining the level
of the sea surface by
retracking altimeter waveforms from spacecraft are analyzed. Errors that are
caused by the error in the approximation of the probability density function of
sea surface elevations by a truncated Gram-Charlier distribution are
considered. Estimates of sea surface cumulants up to the sixth order inclusive
obtained in sea conditions are used for the numerical calculations. We also use
seventh and eighth order cumulants surface waves, certain in laboratory
conditions. The calculations were carried out within the framework of the well known
Brown model which describes the shape of the reflected
pulse of the altimeter. It is shown that, depending on the choice of the
approximation of the probability density function, the calculated position of
the leading edge of the reflected pulse can shift. Simultaneously with the
displacement of the leading edge its inclination is changed. The magnitude of
the time shift can reach 0.3 ns, if significant wave height is 5 m. Such a time shift is equivalent to an error in determining the level of the sea surface which is
equal to 4.5 cm. If the significant height increases, the sea level error
increases linearly. Numerical calculations were performed for parameters which
correspond to parameters of the altimeter located on the satellite Seasat-1.
Key words: sea surface,
Gram-Charlier distribution, radar altimeter, mirror reflection, return waveform
model.
Для цитирования:
И. П. Шумейко, М. И. Ожиганова. Моделирование морской
поверхности при описании формы отраженного импульса альтиметра. Журнал
радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec18/12/text.pdf
DOI
10.30898/1684-1719.2018.12.12