Разработка алгоритмов обработки данных систем мониторинга окружающей среды и радиофизических методов для исследования и дистанционного зондирования природных объектов, околоземного космического пространства и объектов Солнечной системы

Ключевые слова: дистанционное зондирование, радиолокация, методы обработки, радиовидение, спутниковые радиолинии, снежный покров, поглощение, рассеяние, излучение, информационная технология, солнечная активность, ионосфера, спектроскопия. Отчет содержит результаты работ, выполненных в 2022 г. в рамках государственного задания ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН № 075-01133-22-00 (тема «Космос-2»). Объектом исследования являются радиофизические методы и средства для исследования и дистанционного зондирования природных объектов, околоземного космического пространства и объектов Солнечной системы, информационно-моделирующие технологии применительно к задачам диагностики водных объектов, кварцевые оптические волокна с полимерной и металлической оболочкой. Целью работы являются проведение исследований по применению радиофизических методов для решения проблем дистанционного зондирования Земли, разработка и создании новых методов и средств системы комплексных радиофизических дистанционных исследований природных объектов для обеспечения потенциальных потребителей системы (прежде всего, научно-исследовательских коллективов) объективными высоконадежными актуальными данными о параметрах состояния исследуемых природных объектов, процессов или феноменов. Создание информационно-моделирующей технологии с использованием моделей и алгоритмов обработки данных мониторинга водных объектов, поиск методов исследований тепловых эффектов в оптических волокнах с разными оболочками в условиях генерации и распространения лазерного излучения. Методология проведения работы – теоретические и экспериментальные радиофизические исследования, развитие информационных технологий. Результаты работы и их новизна: - предложена модификация технологии Big Data в виде геоэкологической информационно-моделирующей системы, особенность которой заключается в использовании многоканальных измерений в различных областях электромагнитного спектра; - созданы средства оперативного анализа радиофизических данных; - создано базовое программное обеспечение синтеза радиотепловых изображений Земли с использованием радиоинтерферометрических измерений; - проведена систематизация результатов обработки материалов экспериментов радиозондирования околосолнечной плазмы когерентными сигналами S- и X- диапазонов космических аппаратов Nozomi, Venus Express, Mars Express, Rosetta в 2000-2011 гг.; - выполнено сравнение радиозатменных данных и результатов разработанной модели радиационного затухания волновых возмущений в северной полярной атмосфере Венеры; - описана методика использования инварианта радиозатменного эксперимента для анализа данных радиопросвечивания ионосфер планет; - получены соотношения, показывающие возможность определения комплексной диэлектрической проницаемости лунного грунта методом бистатической локации для последующего учета в моделировании отклика грунта при его радиозондировании; - апробирована методика для проведения экологического мониторинга объектов с повышенным выделением метана, утечек из газопроводов, а также для предотвращения взрывоопасных ситуаций; - предложен и расчетным образом исследован поляризатор оптического излучения; - разработаны методы радиочастотной спектроскопии биологических сред в условиях взаимодействия с оптическим излучением. Прогнозные предложения о развитии объекта исследования - результаты, полученные в данной работе, рекомендуется использовать в рамках дальнейших работ по теме «Космос-2».