1.1 Принцип радарной съёмки

Радиолокационная съемка - это выявление объектов, происходящее за счет облучения поверхности электромагнитными волнами и получения отраженных импульсов. На борту носителя - самолета или спутника устанавливается радиолокатор - активный микроволновый датчик, способный передавать и принимать поляризационные радиоволны в заданном диапазоне частот электромагнитного спектра (сантиметровые длины волн). В зависимости от радиоволн, существуют такие диапазоны съёмки: L-диапазон характерен большой длиной волны и существенной глубиной проникновения сквозь подстилающую поверхность, но сравнительно невысоким пространственным разрешением; X-диапазон обладает невысокой проникающей способностью, однако снимки, сделанные при на X-частотах, имеют высокое разрешение; С-диапазон представляет собой компромисс между короткими и длинными волнами, позволяет решать широкий спектр задач /3/.

Развёртка сигнала производиться по принципу сканера, т.е. переход от одной строки к другой идёт за счёт перемещения носителя. Количество энергии, возвращенной на антенну локатора, называется «обратным рассеянием». Каждый пиксель радиолокационного снимка показывает суммарный коэффициент отражения данного участка поверхности, или мощность возвратившегося к антенне сигнала. Расстояние до цели (range) определяется по времени прохождения волны до объекта и обратно.

По типу конструкции различают радиолокационные системы бокового обзора и с синтезированием апертуры антенны, обеспечивающие получение снимков с разным пространственным разрешением /5/.

РЛС бокового обзора излучает узконаправленный короткий радиоимпульс в направлении, перпендикулярном движению самолета или космического носителя под некоторым углом к нормали. Разрешение РЛС бокового обзора тем больше, чем больше раскрыв антенны и ее длина. Длина антенны ограничивается размерами самолета. Отраженный от объекта сигнал принимается той же антенной, и после усиления и обработки подается на фоторегистратор. Положение элемента изображения строки определяется временем пробега радиолокационного импульса от РЛС до объекта и обратно. На этом принципе основано построение строки изображения. Кадр разворачивается за счет движения самолета.

О свойствах объектов судят по мощности и структуре отраженного сигнала. Объекты частично поглощают, частично пропускают, частично отражают и рассеивают падающие на них радиоволны, в соотношениях определяемых диэлектрическими свойствами материалов самих объектов. На снимках объекты, имеющие светлые тона, обладают большим коэффициентом эффективного поверхностного рассеивания, чем объекты с темным фототоном.

Радиолокационное зондирование в СВЧ-диапазоне обладает рядом уникальных возможностей, недоступных для приборов зондирования в видимом и ИК диапазонах. Самым главным достоинством является возможность обследования поверхностных образований. Это свойство обусловлено частичной прозрачностью большинства природных объектов в СВЧ-диапазоне. Глубина проникновения радиолокационного луча определяется потерями, связанными с поглощением и рассеянием электромагнитного излучения. Например, для сухого песка или почвы глубина проникновения может составить несколько метров /2/.

Глубина проникновения радиолокационного импульса в грунт сильно зависит от объемного содержания в нем воды, причем с увеличением ее содержания глубина проникновения экспотенциально падает.

Используя РЛС бокового обзора с различными длинами волн, возможно, получить распределение приповерхностной влажности для исследуемого района. Текстурные неоднородности радиолокационного снимка могут быть тонкосетчатыми, полосчатыми, массивными и т.д /3/.

Особенно хорошо фиксируется на радиолокационных снимках гидросеть. Она дешифрируется лучше, чем на аэроснимках. Высокое разрешение характерно и для районов, покрытых густой растительностью. Разрешающая способность снимков - от 10 до 200 м /1/.

Преимуществами радарных (Specific Absorption Rates (SAR)) систем является возможность получения данных в любое время суток и при любых погодных условиях. Что позволяет, например, осуществлять постоянный мониторинг ледовой обстановки во время полярной ночи. Также следует отметить, что данные, получаемые в микроволновом радиодиапазоне (табл. 1), служат источником уникальной информации о подстилающей земной поверхности. Они позволяют определять вертикальные смещения с высокой точностью (вплоть до нескольких миллиметров), что является альтернативой дорогостоящим и трудозатратным наземным измерениям.

Следует отметить недостаток радиолокационных съемок - более низкую метрическую точность по сравнению с аэрофотосъёмкой. Другим недостатком является зависимость от отражающих свойств поверхности (например, влажности). При постепенном изменении этих свойств радиолокационные снимки одной и той же поверхности, сделанные в течение разных периодов наблюдений, могут существенно отличаться, имеют некоторые сложности при обработке из-за геометрических искажений; определенные затруднения могут возникнуть при дешифрировании снимков; объём памяти занимаемый такими данными, как правило, больше, чем у данных других типов /2/.