Библиотека института физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Главная

Базы данных

Труды сотрудников ИФ СО РАН - результаты поиска

Вид поиска

Каталог книг и брошюр библиотеки ИФ СО РАН

Каталог журналов библиотеки ИФ СО РАН

Труды сотрудников ИФ СО РАН

Область поиска

в найденном

Формат представления найденных документов:
полный	информационный	краткий

Отсортировать найденные документы по:
автору	заглавию	году издания	типу документа

Поисковый запрос: (<.>K=Reflectometry<.>)

Общее количество найденных документов : 16
Показаны документы с 1 по 10

1-10 11-16

    Музалевский, Константин Викторович.
    Широкополосный рефлектометрический метод измерения влажности и степени шероховатости поверхности почвы / К. В. Музалевский // Журн. радиоэлектрон. - 2022. - № 12. - Ст. 6, DOI 10.30898/1684-1719.2022.12.5. - Библиогр.: 31. - Работа выполнена в рамках гранта РНФ и Красноярского краевого фонда науки № 22-17-20042 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Broadband reflectometric method for the measuring of soil surface moisture and roughness
Кл.слова (ненормированные):
дистанционное зондирование -- радиолокация -- радиометрия -- рефлектометрия -- коэффициент отражения -- излучательная способность -- шероховатая поверхность -- почвы -- комплексная диэлектрическая проницаемость почв -- дистанционные методы измерения влажности почв -- remote sensing -- radiolocation -- radiometry -- reflectometry -- reflection coefficient -- emissivity -- rough surface -- soils -- complex permittivity of soils -- remote sensing of soil moisture
Аннотация: В данной работе предложена численно-аналитическая модель коэффициента отражения электромагнитной волны от шероховатой границы почвенного покрова, на основе которой, в диапазоне частот от 520 МГц до 1,26 ГГц, разработан широкополосный метод измерения среднеквадратического отклонения (СКО) высот неровностей и объемной влажности поверхности почв. При построении модели коэффициента отражения, поле отраженной волны от шероховатой границы почвенного покрова представлено в виде суммы вторичных полей от бесконечного множества элементарных горизонтальных рассеивающих площадок (с заданным средним размером), набор которых на поверхности почвы осуществляется в пределах первой зоны Френеля. Поле каждой элементарной рассеивающей площадки представляется в виде среднего поля от результата стохастической интерференции бесконечного множества когерентных элементарных источников вторичных волн с плоским фронтом, вертикальное положение которых определено высотой неровностей в каждой точке поверхности почвы в пределах размеров элементарной рассеивающей площадки. Показано, что созданная модель описывает величину полного значения коэффициента отражения (когерентная и диффузная компоненты) с коэффициентом детерминации R2=0,981 и СКО не более 0,35дБ относительно коэффициента отражения, рассчитанного с использованием метода конечных разностей и метода интегральных уравнений. На примере 16 почвенных образцов, комплексная диэлектрическая проницаемость которых измерена для широкого диапазона плотностей 0,7–1,8 г/см3, влажности, гранулометрического состава (0–76%) и содержания органического вещества (0,6–6,9%) показана принципиальная возможность восстановления СКО высот неровностей и объемной влажности шероховатой поверхности почвенного покрова с коэффициентом детерминации СКО не хуже, чем R2=0,909 (СКО=0,4 см) и R2=0,975 (СКО=2%), соответственно, относительно истинных значений. Результаты работы имеют широкое прикладное значения как для одночастотных, так и многочастотных методов обработки радарных и радиометрических данных с целью разработки новых алгоритмов повышенной точности измерения влажности почв.
In this article, a numerical-analytical model of the reflection coefficient of an electromagnetic wave from a rough soil surface is proposed. Based on the created model of reflection coefficient, in the frequency range from 520 MHz to 1.26 GHz, a broadband method for the root-mean-square deviation (RMS) of heights and volumetric moisture of rough soil surface is developed. When the model of reflection coefficient creating, the field of reflected wave from the rough soil surface was presented as the sum of secondary fields from an infinite set of elementary horizontal scattering plates (with a given average size). The field from each elementary scattering plate is represented as an average field from the result of stochastic interference of an infinite set of coherent elementary sources of secondary waves. The vertical position of the elementary sources is determined by the stochastic height of the soil surface within elementary plate. It is shown that the created model describes the total value of reflection coefficient (coherent and diffuse components) with the determination coefficient of R2=0.981 and root-mean square error (RMSE) no more than 0.35 dB, relative to the reflection coefficient, calculated by the finite difference method and the advanced integral equations method. The possibility of RMS heights and volumetric moisture of rough soil surface retrieval, relative to the true values, was shown no worse than R2=0.909 (RMSE=0.4 cm) and R2=0.975 (RMSE=2%), respectively. This analysis was carried out on the example of 16 soil samples, the complex permittivity of which was measured for a wide range of dry bulk densities from 0.7 g/cm3 to 1.8 g/cm3, moisture content, texture with variation clay content from 0% to 76% and organic matter content from 0.6% to 6.9%. The results have a wide application value both for single-frequency and multi-frequency radar and radiometric methods of soil moisture measuring.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

Temperature and vibration OTDR measurements with a single mode-multimode-single mode fiber structure / A. Y. Igumenov, I. V. Melnikov, A. A. Afanasiev [et al.] // Proc. SPIE. - 2023. - Vol. 12372: Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics, Treatment and Environmental Applications XXIII 2023 (28 - 30 January 2023, San Francisco, California, United States) Conference code: 187531. - Ст. 123720P, DOI 10.1117/12.2646114. - Cited References: 31
Кл.слова (ненормированные):
fiber optics -- fiber sensors -- reflectometry of optical fibers -- multimode interference
Аннотация: We suggest a prototype of a fiber-optic sensor system that is based on a simple singlemode-multimode-singlemode fiber structure and serial OTDR. The sensor has simple structure, made of affordable components, exploits easy measuring principle, immunes to EMI or RFI, and has confident response to measure key environment variables at a very long span. From the experimental results, the relationship between the temperature of water and output signal of the temperature sensor can be determined. After some maths, we can determine the temperature of the water by measuring the optical power loss of the at the SMS structure in a temperature range of 30 to 70 °C. This SMS structure is shown to carry out vibration measurement for 0.1-60 Hz frequencies with high accuracy. The OTDR exploited allows carrying out far-field measurements when SMS structure is spliced in long fiber-optic link.

Смотреть статью,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Moscow Institute of Physics and Technology, 9 Institutsky, Dolgoprudny, 141701, Russian Federation
T8 LLC, 44/1 Krasnobogatyrskaya, Moscow, 107076, Russian Federation
M. V. Lomonosov Moscow State University, 1 Leninskie Gory, Moscow, 119991, Russian Federation
L. V. Kirensky Institute of Physics SB RAS, 50/38 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation
LLC 'Scientific and Production Company 'Spetstechnauka', 67 Chernyshevsky, Krasnoyarsk, 660000, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Igumenov, A. Y.; Melnikov, I. V.; Afanasiev, A. A.; Popova, S. S.; Lukinykh, S. N.; Tambasov, I. A.; Тамбасов, Игорь Анатольевич; Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics, Treatment and Environmental Applications(23 ; 28 - 30 January 2023 ; San Francisco, California, United States)
}
Найти похожие

Reflectometric measurement of temperature using a single-mode–multimode–single-mode fiber-optic structure / A. Y. Igumenov, I. V. Mel'nikov, A. A. Afanas'ev [et al.] // Tech. Phys. Lett. - 2022. - Vol. 48, Is. 5. - P. 227-229, DOI 10.1134/S1063785022080016. - Cited References: 20 . - ISSN 1063-7850. - ISSN 1090-6533
Кл.слова (ненормированные):
fiber optics -- fiber sensors -- reflectometry of optical fibers -- multimode interference
Аннотация: The possibility of using a single-mode–multimode–single-mode fiber-optic structure for remote measurement of temperature by an optical reflectometer is established. Experiments on measuring temperature using a structure with a multimode-fiber length of 10 mm in the temperature range of 30–70°C at wavelengths of 1310 and 1550 nm have been performed. The total length of the single-mode fiber line for reflectometric measurements was 20 km.

Смотреть статью,
Scopus,
WOS

Публикация на русском языке Рефлектометрическое измерение температуры с использованием оптоволоконной структуры "одномод–многомод–одномод" [Текст] / А. Ю. Игуменов, И. В. Мельников, А. А. Афанасьев [и др.] // Письма в Журн. техн. физ. - 2022. - Т. 48 Вып. 17. - С. 17-19

Держатели документа:
Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudnyi, 141701, Russian Federation
T8 LLC, Moscow, 107076, Russian Federation
Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119334, Russian Federation
Moscow State University, Moscow, 119991, Russian Federation
Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation
LLC “Scientific and production company “Spetstechnauka”, Krasnoyarsk, 660000, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Igumenov, A. Y.; Mel'nikov, I. V.; Afanas'ev, A. A.; Popova, S. S.; Lukinykh, S. N.; Tambasov, I. A.; Тамбасов, Игорь Анатольевич
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Зависимость отражательных свойств агропочв в сверхширокой полосе частот от типа, степени шероховатости поверхности и профилей влажности агропочв / К. В. Музалевский, С. В. Фомин, А. Ю. Каравайский // Журн. радиоэлектрон. - 2022. - № 11. - Ст. 6 ; J. Radio Electron., DOI 10.30898/1684-1719.2022.11.15. - Библиогр.: 30. - Работа выполнена в рамках гранта РНФ и Красноярского краевого фонда науки No 22-17-20042 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Dependence of the reflective properties of agricultural soils in ultra-wide frequency band on the type, surface roughness and moisture profiles of agrosoils
Кл.слова (ненормированные):
дистанционное зондирование -- рефлектометрия -- коэффициент отражения -- комплексная диэлектрическая проницаемость почв -- дистанционные методы измерения влажности почв -- remote sensing -- reflectometry -- reflection coefficient -- complex permittivity of soils -- remote sensing of soil moisture
Аннотация: В данной работе исследовано влияние объемной влажности от 0% до 40% (вертикальных профилей влажности), плотности сухого сложения от 0.4 до 1.8 г/см3, содержания глинистой фракции от 0.15 до 0.55 г/г (типа агропочвы), среднеквадратических отклонений (СКО) высот неровностей поверхности от 0 до 4 см почвенного покрова на вариации коэффициента отражения в сверхширокой полосе частот от 100-400 МГц до 1.26-2.4 ГГц. Расчет коэффициента отражения выполнен для гладкой и шероховатой границы почвенного покрова. При расчете коэффициента отражения использовалась двух-релаксационная диэлектрическая модель Миронова (входные параметры: плотность сухого сложения, содержание глинистой фракции, объемная влажность почвы, частота электромагнитной волны). Показано, что коэффициент отражения является неоднозначной функцией содержания глинистой фракции и плотности сухого сложения почв; погрешность восстановления высоких значений влажности почв может быть в 5 раз выше, чем для сухих почв. По отношению к содержанию глинистой фракции и плотности сухого сложения почвы, СКО высот неровностей поверхности почвы является доминирующим параметром неопределенность в задании, которого существенно влияет на погрешность восстановления влажности почв. Для рассмотренных разнообразных вертикальных профилей влажности почвы, показано, что эффективная толщина поверхностного слоя агропочвы, формирующего коэффициент отражения, не превышает 2 см при частоте зондирования выше 1 ГГц. При объемной влажности поверхности почвы более 28% величина коэффициента отражения во всем исследованном диапазоне частот от 433 МГц до 1.26 ГГц не зависит от вертикального распределения влаги. Проведенные исследования устанавливают количественные ограничения на точность восстановления влажности почвы при заданной погрешности исходных параметров модели: содержание глинистой фракции, плотности сухого сложения почвы, степени шероховатости поверхности почвы, которые должны учитываться при разработке алгоритмов дистанционного зондирования влажности агропочв.
In this article, the impact of volumetric moisture from 0% to 40% (vertical moisture profiles), dry bulk density from 0.4 to 1.8 g/cm3, clay content from 0.15 to 0.55 g/g (agrosoil type), standard deviations heights of surface roughness from 0 to 4 cm of soil on the variations of reflection coefficient in the ultra-wide frequency band from 100-400 MHz to 1.26-2.4 GHz were investigated. The reflection coefficient was calculated for a smooth and rough soil surface. Mironov's two-relaxation dielectric model was used (input parameters: dry bulk density, clay content, volumetric moisture, frequency of electromagnetic wave) to calculating the reflection coefficient. It is shown that the reflection coefficient is an ambiguous function of the clay content and the dry bulk density; the error in retrieving high values of soil moisture can be 5 times higher than for dry soils. In relation to the clay content and the dry bulk density, the soil roughness is the dominant parameter, which uncertainty, significantly effects on the error of soil moisture retrieving. For the considered various vertical profiles of soil moisture, it is shown that the effective thickness of topsoil, which forms the reflection coefficient, does not exceed 2 cm at a sensing frequency above 1 GHz. When the volumetric moisture content of soil surface is more than 28%, the reflection coefficient in the frequency range from 433 MHz to 1.26 GHz does not depend on the vertical distribution of moisture in soil. The conducted studies establish quantitative limitations on the accuracy of soil moisture retrieval for a given error in the initial parameters of the model: the clay content, the dry bulk density, soil surface roughness, which should be taken into account when developing algorithms for remote sensing of agrosoil moisture.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38

Доп.точки доступа:
Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S. V.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Karavaisky, A. Yu.; Muzalevskiy, K. V.

}
Найти похожие

    Исследование покрытого снегом льда методом ГНСС рефлектометрии / Д. С. Макаров, В. Г. Подопригора, М. Ю. Реушев, Д. В. Харламов // Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли : материалы X Международной научной конференции. - Красноярск, 2023. - С. 106-109. - Библиогр.: 6
   Перевод заглавия: Investigation of ice covered with snow using GNSS reflectometry
Аннотация: Представлены результаты серии измерений амплитудно-временных зависимостей интерференционного поля сигналов навигационных спутников при отражении от слоистой среды снежно-ледового покрова пресноводного озера в зимневесенний период. По результатам измерений выполнены: первичная выборка данных измерений с использованием облачного сервиса, последующая обработка данных путем быстрого Фурье преобразования и дальнейший анализ результатов с помощью с помощью методик, используемых в многолучевой ГНСС рефлектометрии. Результаты исследования могут быть использованы для мониторинга состояния ледового покрова от становления до таяния.

Материалы конференции,
Материалы конференции
Держатели документа:
Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН»
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Институт физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН
Сибирский федеральный университет

Доп.точки доступа:
Макаров, Даниил Сергеевич; Подопригора, Владимир Георгиевич; Podoprigora, V. G.; Реушев, Михаил Юрьевич; Харламов, Дмитрий Валентинович; "Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли", международная конференция(10 ; 2023 ; 12-15 сент. ; Красноярск); Сибирский федеральный университет
}
Найти похожие

    Многолучевая интерферометрия от сигналов навигационных спутников в слоистых структурах лесных массивов и льдов пресноводных водоёмов / Д. В. Харламов, В. Г. Подопригора, М. Ю. Реушев [и др.] // Совр. пробл. дистанцион. зонд. Земли из космоса. - 2024. - Т. 21, № 2. - С. 51-60 ; Curr. Probl. Remote Sens. of the Earth from Space, DOI 10.21046/2070-7401-2024-21-2-51-60. - Библиогр.: 13 . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
   Перевод заглавия: Multiple-beam interferometry from navigation satellite signals in layered structures of forests and ice of freshwater reservoirs
Кл.слова (ненормированные):
ГНСС-рефлектометрия -- сигналы навигационных спутников -- слоистые среды -- ледовые покровы -- лес -- диэлектрическая проницаемость -- вычислительное моделирование -- GNSS reflectometry -- navigation satellite signals -- layered media -- ice covers -- forest -- dielectric constant -- dielectric constant
Аннотация: Представлены результаты серии измерений амплитудно-временной зависимости интерференционного поля сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) диапазона L1 (λ ≈ 0,19 м) при отражении от слоистых сред: снежно-ледового покрова пресноводного озера в зимне-весенний период и вблизи лесного массива. По результатам измерений выполнены: первичная выборка данных измерений с использованием облачного сервиса, последующая обработка данных путём быстрого фурье-преобразования (БФП) и дальнейший анализ результатов с помощью методик, применяемых в многолучевой ГНСС-рефлектометрии. Для анализа полученных рефлектограмм использована модель многолучевой интерференции в слоистых средах, для чего привлечена схема геометрической оптики. Это позволило, используя коэффициенты пропускания и отражения Френеля, рассчитать амплитуду и фазу волн, пришедших наряду с прямым сигналом на приёмную антенну. В дополнение к экспериментальным данным в работе представлены результаты вычислительного моделирования динамики снежно-ледового покрова, что позволило определить его температурный режим, состояние, другие термодинамические характеристики. Моделирование проведено на основе численного решения задачи Стефана в обобщённой постановке с учётом локальных климатических данных. Это позволило не только оценить текущее состояние слоёв, но и спрогнозировать их динамическое развитие с использованием метеорологических прогнозов. Результаты исследования могут применяться для мониторинга состояния ледового покрова от становления до таяния, а также лесных массивов с целью анализа их влажности, пожароопасности и густоты посадки.
The paper presents the results of a series of measurements of the amplitude-time dependences of the interference field of signals from navigation satellites in the L1 range (λ ≈ 0.19 m) when reflected from layered media: the snow-ice cover of a freshwater lake in the winter-spring period and near a forest. Based on the measurement results, the following was performed: an initial sampling of measurement data using a cloud service, subsequent data processing using fast Fourier transform and further analysis of the results using techniques of multi-beam GNSS reflectometry. To analyze the obtained reflectograms, a model of multibeam interference in layered media was used, for which a geometric optics scheme was used. This made it possible, using the Fresnel coefficients of transmission and reflection, to calculate the amplitudes and phases of the waves that arrived along with the direct signal to the receiving antenna. In addition to experimental data, the paper presents the results of computational modeling of the dynamics of snow and ice cover, which made it possible to determine its temperature regime, state, and other thermodynamic characteristics. The simulation was carried out based on the numerical solution of the Stefan problem in a generalized formulation, taking into account local climate data. This made it possible to assess not only the current state of these layers, but also to predict their dynamic development using meteorological forecasts. The results of the study can be used to monitor the state of ice cover from formation to melting, as well as forest areas in order to analyze their humidity, fire hazard and planting density.

Смотреть статью,
РИНЦ
Держатели документа:
Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, Россия
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия
Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Харламов, Д. В.; Подопригора, Владимир Георгиевич; Podoprigora, V. G.; Реушев, М. Ю.; Макаров, Д. С.; Васильев, Е. Н.

}
Найти похожие

Muzalevskiy, K. V.
Numerical-analytical model of reflection coefficient for rough soil surface in wide frequency range / K. Muzalevskiy // Proceedings - 2022 IEEE 8th All-Russian Microwave Conference, RMC 2022. - 2022. - 8th IEEE All-Russian Microwave Conference, RMC 2022 (23 - 25 November 2023, Moscow, Russian Federation) Conference code: 187597. - P. 305-308, DOI 10.1109/RMC55984.2022.10079255. - Cited References: 18. - The investigation supported by the Russian Science Foundation and the Krasnoyarsk Regional Science Foundation, project №22-17-20042
Кл.слова (ненормированные):
remote sensing -- radiolocation -- radiometry -- reflectometry -- reflection coefficient -- rough surface -- soils -- complex permittivity of soils -- soil moisture
Аннотация: In this work, a numerical-analytical model of reflection coefficient for rough soil surface in wide frequency band was proposed. The field of reflected wave from the rough soil surface is presented as the sum of secondary fields from an infinite set of elementary horizontal scattering plates (with a given average size). The field from each elementary scattering plate is represented as an average field from the result of stochastic interference of an infinite set of coherent elementary sources of secondary waves. The vertical position of the elementary sources is determined by the stochastic height of the soil surface within elementary plate. The case of the coherent component and the total value (coherent+diffuse components) of reflection coefficient is considered. On the basis of the created model of reflection coefficient, a broadband method for simultaneously retrieved the root-mean-square deviation of the stochastic soil surface heights and volumetric soil moisture was developed. The results have a wide application value both for single-frequency and multi-frequency radar and radiometric methods of soil moisture measuring.

Смотреть статью,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics Federal Research, Center Ksc Siberian Branch Russian Academy of Science, Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; IEEE All-Russian Microwave Conference(8 ; 23 - 25 November 2023 ; Moscow, Russian Federation)
}
Найти похожие

Interaction of satellite navigation signals with forest and snow-ice layers / M. Y. Reushev, V. G. Podoprigora, D. S. Makarov [et al.] // Russ. Phys. J. - 2023. - Vol. 66, Is. 6. - P. 706-711, DOI 10.1007/s11182-023-02996-z. - Cited References: 8 . - ISSN 1064-8887. - ISSN 1573-9228
Кл.слова (ненормированные):
global navigation satellite system reflectometry -- navigation signal -- interference -- multipath echoes -- surface layers
Аннотация: The paper studies parameters of the snow-ice cover and forest ground determined by the integrated approach based on the global navigation satellite system reflectometry. Experimental data on the amplitude and time response of satellite navigation signals are processed by fast Fourier transform and then analyzed using mathematical methods based on the multipath echoes model in terms of geometrical optics. Using a combination of reflectometry and numerical simulation of the surface layers based on local weather data, it is possible to evaluate not only the current state of these layers, but also predict their dynamic development.

Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Krasnoyarsk Research Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russian Federation
Kirensky Institute of Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Institute of Computational Modeling of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Reushev, M. Y.; Podoprigora, V. G.; Подопригора, Владимир Георгиевич; Makarov, D. S.; Kharlamov, D. V.; Vasiliev, E. V.
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Измерение влажности и температуры почвы на основе интерференционного приёма линейно-поляризованных сигналов ГЛОНАСС и GPS / К. В. Музалевский, М. И. Михайлов // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2018. - Т. 15, № 4. - С. 155-165, DOI 10.21046/2070-7401-2018-15-4-155-165. - Библиогр.: 18. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты No 18-05-00405, 0356-2018-0060), а также Программы II.12.1. «базовых» фундаментальных исследований СО РАН. . - ISSN 2070-7401
   Перевод заглавия: Measurement of soil moisture and temperature based on interference reception of linearly-polarized GLONASS and GPS signals
Кл.слова (ненормированные):
глобальные навигационные спутниковые системы -- ГЛОНАСС -- GPS -- рефлектометрия -- влажность почвы -- температура почвы -- сельскохозяйственные почвы -- арктические тундровые почвы -- Global navigation satellite systems -- GLONASS -- GPS -- Reflectometry -- Soil moisture -- Soil temperature -- Agricultural soils -- Arctic tundra soils
Аннотация: В данной работе представлены результаты теоретического исследования возможностей дистанционного зондирования влажности талой сельскохозяйственной, влажности и температуры мёрзлой тундровой почв на основе измерения отношения коэффициентов отражения линейно-поляризованных волн (поляризационный индекс) из интерференционных диаграмм сигналов ГЛОНАСС и GPS, регистрируемых вблизи поверхности Земли на частотах 1,2 и 1,6 ГГц. В приближении метода Кирхгофа оценены диапазоны углов возвышения спутников над горизонтом (0–55°), в пределах которых существенна доля когерентной составляющей над диффузной при рассеянии в зеркальном направлении сигналов ГЛОНАСС и GPS шероховатой поверхностью почвенного покрова. В ходе решения прямой задачи моделировался «измеренный» поляризационный индекс отражённых волн (с добавлением случайной величины, распределённой по нормальному закону) на двух частотах 1,2 и 1,6 ГГц с использованием типичных профилей влажности и температуры естественно сложенных почв. Показано, что поляризационный индекс недостаточно чувствителен для восстановления слоистой структуры влагосодержания в талой и температуры в мёрзлой почвах на фоне шумов (1,5–2 дБ) регистрируемых интерференционных диаграмм. Обратная задача по восстановлению влажности и температуры почвы из «измеренного» поляризационного индекса решалась в приближении диэлектрически-однородного почвенного полупространства. Показано, что для всех рассмотренных профилей вне зависимости от используемой частоты сигналов максимальная погрешность восстановления влажности и температуры почвы не превышает 0,03 см3/см3 и 1 °С относительно соответствующих средних величин, рассчитанных для поверхностного слоя почвы 1 см.
This paper presents the results of a theoretical study of the potential for remote sensing of moisture of agricultural thawed soil, moisture and temperature in tundra frozen soil based on measurement of the ratio between reflection coefficients on linear-orthogonal polarizations (polarization index) from the interference patterns of GLONASS and GPS signals recorded near the Earth's surface at frequencies of 1.2 and 1.6 GHz. The ranges of satellites elevation angles within which the coherent component exceeds the diffuse part in the mirror scattering of GLONASS and GPS signals by the surface roughness were estimated by Kirchhoff's method. In the course of solving the direct problem, the "measured" polarization index of reflected waves was simulated (with addition of a random variable distributed according to the normal law) at two frequencies of 1.2 and 1.6 GHz using typical moisture and temperatures profiles of soils. It is shown that the polarization index is not sensitive enough to retrieve the layered structure of moisture in thawed and temperature profile in frozen soil, against the background noise (1.5-2 dB) of the recorded interference diagrams. The inverse problem of soil moisture and soil temperature retrieval from the "measured" polarization index was solved in the approximation of dielectrically-homogeneous half-space. It is shown that for all the profiles examined, regardless of frequency of GNSS signals, the maximum error in soil moisture and soil temperature retrieval does not exceed 0.03 cm3/cm3 and 1 °C, relative to the corresponding average values calculated for the topsoil of 1 cm.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Михайлов, Михаил Иванович; Mikhailov, M. I.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

10.

Гос. рег. прогр. для ЭВМ 2018661086 Российская Федерация

GNSS_Reflectometry / К. В. Музалевский. - № 018618014 ; Заявл. 27.07.2018 ; Опубл. 31.08.2018 // Прогр. для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегр. микросхем : офиц. бюл. Фед. службы по интеллектуал. собственности (Роспатент). - 2018. - № 9
Аннотация: Программа позволяет проводить расчет интерференции полей сигналов спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS (ГНСС) в частотном диапазоне L1 от диэлектрически-однородной не покрытой растительностью почвы с учетом шероховатости её поверхности диапазоне среднеквадратических отклонений высот неровностей от 0,0 см до 6,0 см, при размещении фазового центра приемной антенны (горизонтальной или вертикальной поляризации) на высоте от 0,5 м до 10 м над уровнем поверхности почвенного покрова и в диапазоне углов возвышения спутника от 5° до 90°. Язык программирования: GNU Octave (Matlab). Объем программы для ЭВМ: 8 Кб.

Смотреть свид-во
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"; Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент)Федеральный институт промышленной собственности
}
Найти похожие