Новые подходы к дистанционному определению портрета профиля влажности по измеренным характеристикам собственного теплового поля земной поверхности

В результате выполнения работ второго этапа проекта в конце 2023 года получены следующие конкретные научные результаты. - При помощи мобильного и стационарного спектроанализаторов были получены спектрограммы и эпюры эфирных помех в диапазоне до 3 ГГц. Спектрограммы и эпюры временной развертки продетектированного сигнала были зарегистрированы на цифровом носителе для дальнейшей автоматической статистической обработки; - на основе полученных спектрограмм и эпюров был проведен анализ помеховой обстановки в эфире. Были определены полосы частот свободные от помех и оценены интенсивности помех в полосах занятых помехами для оптимизации требований к полосовым фильтрам с учетом реальной помеховой обстановки; - были выработаны рекомендации по выбору оптимальных полос приема с учетом реальных помех и реализованы при настройке макета радиометра; - была разработана методика внутренней калибровки микроволновой радиометрической системы для дистанционного определения влагосодержания почв и температуры поверхности для корректировки флюктуаций параметров приемного тракта. Разработаны твердотельные источники холодного и горячего шума с шумовыми температурами 40 и 450 градусов Кельвина для использования в качестве эталонных нагрузок радиометра с двухопорной модуляцией; - была разработана методика внешней калибровки микроволновой радиометрической системы для дистанционного определения влагосодержания почв и температуры поверхности для повышения точности их измерения; - были исследованы пути и способы повышения помехоустойчивости микроволновой радиометрической системы для дистанционного определения влагосодержания почв и температуры поверхности земли, а также её электромагнитной совместимости с электронными системами носителя; - была разработана методика пересчета измеренных значений антенной температуры во вторичные параметры – температуру и влажность почвы и проведена оценка возможности его реализации в реальном масштабе времени на бортовом вычислителе, будет оценена требуемая производительность бортового вычислителя и выработаны рекомендации по выбору конкретного типа микроконтроллера с учетом производительности, энергопотребления и способности работать на борту носителя; - был создан специализированный лабораторный стенд для настройки и исследовательских испытаний радиометрической системы и отдельных ее элементов, модуляторов, фильтров, малошумящих усилителей, согласованных нагрузок, детекторов, навигационных приемников, контроллеров и интерфейсов; - был развернут полевой натурный стенд на базе ВНИИМЗ в Тверской области для проверки параметров макета радиометрической системы, а также для проверки корреляции между данными влажности почвы, полученными макетом радиометрической системы и данными контактных измерителей влажности, установленных на различных глубинах в зоне приемного элемента радиометра, а также проведения долгосрочных экспериментов с целью уточнения радиационно-влажностных регрессий по данным макета радиометрической системы и контактных датчиков влажности, установленных на различных глубинах в зоне приемного элемента радиометра; - были разработаны и изготовлены основные узлов прототипа микроволновой радиометрической системы дистанционного определения влагосодержания почв и температуры поверхностных и глубинных слоев почвы; - было разработано программное обеспечение для обработки радиометрической информации, визуализации результатов зондирования и построения карт температуры поверхности и влагосодержания; - был изготовлен макет прототипа микроволновой радиометрической системы дистанционного определения влагосодержания и температуры поверхностных и глубинных слоев почвы. Проведено лабораторное тестирование радиометра с использованием разработанных нами источников холодного и горячего шума; - результаты исследований были опубликованы в изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science, Scopus, RSCI и РИНЦ и доложены на научных конференциях.