Рекомендация мсэ-r rs. 1166-4 Критерии качества и помех* для активных бортовых датчиков

4.1 Радары контроля осадков, основанные на TRMM

Были исследованы миссия и проект РО TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) для разработки критериев качества и помех, которые впоследствии могут использоваться при оценке совместимости РО и систем в службах радиолокации и радионавигации. Критерии помех представлены как для уровня помехи, которая является критической, так и для количества данных, потерянных из-за помех, совместимых с задачами экспедиции.

4.1.1 Критерии качества

TRMM будет проводить измерения осадков всюду в пределах широт 35°, что определяется наклоном его орбиты. Важным является получение всех возможных измерений осадков, однако измерения в Межтропической зоне сходимости (МТЗС), а именно области, ограниченной экватором и 10 северной широты, а также широкой области, простирающейся от морского континента до юга Тихого океана (называемой Австралийской муссонной впадиной и Южной Тихоокеанской зоной сходимости, ЮТЗС), имеют особую важность. Эти наиболее важные области ограничены широтами 0–10 с. ш., долготами 50–180 в. д. и широтами 0–10 ю. ш. Тропический ливень является критически важным при распределении воды на Земле. Самые сильные осадки выпадают около экватора, и более чем две трети из них выпадают в тропиках. С осадками высвобождается энергия, которая приводит в действие мировую атмосферную циркуляцию, таким образом, формируя погоду и климат. Тропический ливень также играет ключевую роль в спорадической климатической аномалии "Эль-Ниньо", которая способствует наводнениям и ветрам по всему миру. Получение многолетних совокупностей научных данных по измерениям тропических и субтропических дождей является ключом к пониманию того, как взаимодействия между морем, воздухом и массами земли вызывают изменения глобальных осадков и климата. Такие измерения могут проводиться только при помощи спутников.

С учетом полученных ранее данных ученые, работающие по проекту TRMM, определили, что необходимая полезность данных об осадках функционально зависит от места выпадения осадков. Наиболее критическая область находится в МТЗС и возле специальных пунктов "подтверждения с земли", которые создаются для сопоставления данных РО с одновременными измерениями в земли. Критерий потери данных в МТЗС при случайной помехе равен 0,2% от возможных данных.

4.1.2 Критерии помех

В совместно используемых диапазонах частот готовность данных РО должна превышать 99,8% во всех пунктах в зоне уверенного приема датчика в том случае, когда потеря является случайной.

4.2 Радары контроля осадков, основанные на модификациях TRMM

4.2.1 Введение

В данном Приложении представлены технические характеристики, критерии качества и помех для бортовых радаров контроля осадков на частоте 35 ГГц в качестве еще одного примера активных датчиков, использующих полосу частот 35,5–36,0 ГГц.

4.2.2 Последующая модель TRMM и радар контроля осадков в полосе 35 ГГц

В ноябре 1997 года был успешно запущен спутник TRMM, который стал предоставлять уникальные и полезные глобальные совокупности данных о распределении осадков, а также демонстрировать потенциальные преимущества таких данных в области климатологии, прогнозирования погоды, гидрологии и т. д. В качестве преемника спутника TRMM, планируется миссия последующей модели спутника.

Чтобы добиться более широкого покрытия широт, сравнимого с 35 широты в случае со спутником TRMM, для миссии последующей модели спутника требуется увеличение области наблюдения, а также возможность проведения более чувствительных измерений. По этим причинам планируется разместить на борту спутника, продолжающего выполнение миссии, радар контроля осадков в полосе 35 ГГц, как и радар в полосе 13 ГГц. В таблице 1 приведено краткое описание последующей модели спутника.

ТАБЛИЦА 3

Краткое описание последующей модели радара контроля осадков

Цель	Мировое измерение распределения осадков
Высота орбиты	400 км (опытная)
Наклон орбиты	60–75
Бортовые датчики	Радар контроля осадков 13 ГГц Радар контроля осадков 35 ГГц Микроволновой формирователь сигналов изображения, видимый/инфракрасный радиометр и т. д.

4.2.3 Технические характеристики радара контроля осадков в полосе 35 ГГц

В таблице 2 представлены технические характеристики радара контроля осадков в полосе 35 ГГц, который рассматривается в качестве одного из бортовых инструментов последующей модели спутника радара контроля осадков. Основная задача радара контроля осадков в полосе 35 ГГц заключается в проведении высокочувствительных измерений. Целевое значение минимального обнаруживаемого коэффициента отражения радара, по крайней мере, ниже 14 dBZ, а результирующей интенсивности дождя – менее 0,2 мм/час, чего невозможно достичь при помощи радара контроля осадков в полосе 13 ГГц. В сравнении с радаром контроля осадков в полосе 13 ГГц, функция сканирования лепестка для радара в полосе 35 ГГц является ограниченной. Лепесток антенны необходимо зафиксировать в точке надира либо сканировать в пределах нескольких градусов от надира.

таблица 4

Характеристики последующей модели TRMM радара контроля осадков
в полосе 35 ГГц (опытные)

Средняя частота РЧ	35,55 ГГц
Пиковая передаваемая мощность	200 Вт
Длительность импульса	1,67 мкс
Частота повторения импульсов	2 627 Гц
Импульсная модуляция	Отсутствует
Коэффициент усиления антенны	51,5 дБи
Ориентация антенны	Надир либо ограниченное сканирование
Диаметр антенны	1,2 м (эффективность  0,7)
Ширина лепестка антенны	0,5
Горизонтальное разрешение	3,5 км
Передающая ширина полосы РЧ	14 МГц
Ширина основной полосы приемника	600 кГц
Уровень шума в системе (коэффициент шума = 4 дБ)	–142 дБ(Вт/600 кГц)
Потеря на фидерной линии приема-передачи	2,5 дБ

4.2.4 Критерии качества и помех

4.2.4.1 Критерии качества

Процент слабых осадков в регионах с высокими широтами больше, чем в тропиках. Поэтому необходимо измерять слабые осадки в максимально возможном объеме, чтобы получить непредвзятую оценку статистики распределения осадков в регионах с высокими широтами. Возможность измерения осадков с интенсивностью менее 0,2 мм/час является одним из требований к измерению для радара контроля осадков миссии последующей модели спутника. По этой причине, в качестве критерия качества для радара контроля осадков в полосе 35 ГГц указан минимальный обнаружимый коэффициент отражения радара менее 14 dBZ.

4.2.4.2 Критерии помех

Коэффициент отражения радара, равный 14 dBZ, соответствует уровню интенсивности дождя 0,15 мм/час. Это значение может быть ухудшено до 0,2 мм/час. Данное ухудшение качества соответствует повышению температуры шума системы на 10%, или повышению уровня шума системы порядка 0,5 дБ. Данный критерий по существу остается неизменным для радара контроля осадков в полосе 13 ГГц. Что касается критерия потери данных из-за помехи, критерий, используемый для радара контроля осадков в полосе 13 ГГц, может применяться к радару контроля осадков в полосе 35 ГГц. Критерий помех для радара контроля осадков в полосе 35 ГГц в итоге выглядит следующим образом:

– допустимый уровень помехи: –152 дБ(Вт/600 кГц);

– допустимый объем потери данных от помехи: 0,2%.

жүктеу/скачать 0.66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: