Разработка и обоснование методов исследования Земли в ИК диапазоне для двухканальной аэрокосмической аппаратуры тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.20, кандидат технических наук Власов, Виктор Павлович

• Власов, Виктор Павлович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Власов, Виктор Павлович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ В ИК ДИАПАЗОНЕ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ

ТРЕБОВАНИЯ.

1.1. Возможности дистанционных измерений в ИК диапазоне.

1.1.1. Характерные особенности ИК зондирования

1.1.2. Анализ методов дистанционных измерений

1.1.3. Необходимость системного подхода при дистанционном зондировании

1.2. Главные фазы дистанционного зондирования

I.2.I. Подстилающая поверхность

1.2.2 Атмосфера Земли.

1.2.3. Измерительная аппаратура

1.2.3.1. Погрешности оптической системы

1.2.3.2. Погрешности блоков электроники

1.2.3.3. Передача информации на Землю

1.2.3.4. Суммарная точность современной аппаратуры дистанционного зондирования

1.2.4. Распознавание объектов.

1.3. Основные требования к методу дистанционного зондирования.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Основные расчетные соотношения.

2.2. Модель подстилающей поверхности

2.2.1. Модель водной поверхности.

2.2.I.I. Радиационные характеристики

2.2.1.2. Геометрическая модель.

2.2.1.3. Радиационная модель океана

2.2.1.4. Влияние скорости ветра над океаном

2.2.1.5. Вертикальная структура температурного поля океана.

2.2.1.6. Горизонтальная структура температурного поля океана.

2.2.2. Радиационная модель поверхности суши

2.2.2.1. Постановка задачи теплопроводности

2.2.2.2. Использование температуры подстилающей поверхности для определения ее состояния

2.2.2.3. Пространственное распределение температуры поверхности суши.

2.2.3. Методика моделирования подстилающих поверхностей.

2.3. Модель атмосферы.

2.3.1. Общие замечания

2.3.2. Механизмы ослабления ИК излучения.

2.3.2.1. Поглощение полосами молекул газов.

2.3.2.2. Континуальное поглощение.

2.3.2.3. Аэрозольное ослабление.

2.3.2.4. Методика моделирования.

2.3.3. Оптические свойства атмосферы и модели метеоусловий

2.3.4. Экспериментальная проверка радиационной модели атмосферы.

2.4. Обобщенные параметры и характеристики системы дистанционного зондирования.

2.5. Универсальная программа для ЭВМ

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДВУХСПЕКТРАЛЬНОГО МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ.

3.1. Предварительные замечания.

3.2. Учет влияния водяного пара.

3.3. Влияние аэрозоля на точность метода

3.4. Выбор оптимальных пар спектральных интервалов для учета водяного пара и аэрозоля III

3.5. Учет влияния вариаций атмосферных параметров.

3.6. Регистрация тепловых контрастов двухспект-ральным методом.

3.7. Влияние степени черноты поверхности на точность измерений

3.8. Влияние погрешностей аппаратуры на точность метода.

3.9. Метод уменьшения случайных погрешностей

3.10. Баланс ошибок двухспектрального метода

3.11. Сравнение полученных результатов с другими экспериментальными и теоретическими работами.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДВУХУГЛОВОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

4.1. Сравнение двухспектрального и двухуглового методов дистанционного зондирования.

4.2. Сравнение угловых методов.

4.3. Выбор оптимальных углов зондирования

4.4. Выбор оптимальных углов и спектральных интервалов.

4.5. Влияние формы фильтра на точность метода

4.6. Учет влияния атмосферных параметров и их вариаций.

4.7. Влияние аэрозоля на точность метода

4.8. Влияние степени черноты подстилающей поверхности на погрешность метода

4.9. Влияние точности фиксации углов визирования и ошибки при измерении ИК радиации на погрешность метода.

4.10.Баланс ошибок двухуглового метода . 156 5. СКВОЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

5.1. Детерминированная связь регистрируемого сигнала с основными факторами задачи.

5.2. Методика расчета и выбора параметров аппаратуры.

5.3. Статистическая постановка задачи.

5.4. Метод определения отношения сигнал/шум с учетом статистической природы характеристик поверхности, атмосферы и аппаратуры

5.5. Сквозное проектирование с учетом вероятности реализации значений параметров поверхности, атмосферы и аппаратуры.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и обоснование методов исследования Земли в ИК диапазоне для двухканальной аэрокосмической аппаратуры»

Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года, принятыми ХХУ1 съездом КПСС, предусмотрено ".изучение строения, состава и эволюции Земли, биосферы, климата, Мирового океана, включая шельф, с целью рационального использования их ресурсов, совершенствования метода прогнозирования погоды и других явлений природы, повышения эффективности мероприятий в области охраны окружающей среды" [I]. Для реализации решений ХХУ1 съезда КПСС были разработаны специальные как межотраслевые, так и ведомственные программы, которые предусматривают широкое использование аэрокосмических методов, ь частности, в программу перспективных исследований, планируемых АН СССР до 1990 г., включены пять основных проблем: I) разработка методов решения важнейших задач космического землеведения; 2) разработка аэрокосмических методов изучения состояния агроресурсов; 3) установление взаимосвязей пространственно энергетических характеристик радиации земных объектов с их видами и состояниями, построение моделей изменения характеристик радиации под влиянием внешних условий и внутренних трансформаций объектов исследований; 4) изучение радиационного поля Земли и установление взаимосвязей параметров, аномалий, вариаций этого поля с различивши геолого-геофизическими и природно-климатическими процессами, протекающими в недрах Земли, на ее поверхности, в океане и атмосфере; 5) совершенствование методов и технических средств обработки и тематической интерпретации аэрокосмической информации о Земле [2].

В целом ряде теоретических и экспериментальнх работ [З-ГЗ] , выполненных как в стране, так и за рубежом, показано, что измерения в инфракрасном (Ж) диапазоне необходимы для решения многих научных и народно-хозяйственных проблем в геологии, океанографии, сельском хозяйстве, климатологии и т.д.

Искомыми величинами, определяемыми из результатов дистанционного зондирования в ИК диапазоне, являются температура подстилающей поверхности и тепловой контраст.

Температура подстилающей поверхности зависит от многих процессов, происходящих в атмосфере, на земной поверхности и на некоторой глубине от нее. В свою очередь температура поверхности оказывает на эти процессы обратное влияние. Например, у земной поверхности существует значительный теплообмен между приземным слоем воздуха и подстилающей поверхностью, при этом изменяется тепловой режим как воздушных масс, так и поверхности [20].

Температура поверхности и тепловые контрасты являются важными физическими характеристиками, которые используются при исследовании и описании различных геофизических процессов и явлений, решении разнообразных практических задач. В ряде работ [4,9,21] отмечается, что для изучения процессов крупномасштабного взаимодействия атмосферы и океана, ответственных за изменение погоды и климата, температура поверхности океана (особенно ее аномалии) представляет собой важный показатель энергетики этого взаимодействия. В последние годы установлено [19, 22-2б], что определение структуры температурных полей с помощью искусственных спутников Земли позволяет решать ряд океанологических задач: изучать синоптическую изменчивость океана, определять фронтальные зоны и зоны интенсивных течений, исследовать структуру деятельного слоя океана и т.п.

Температура поверхности Земли отражает физические свойства среды, такие как теплопроводность, теплоемкость, плотность, а изменения поверхностной температуры под действием внутренних и внешних источников тепла - тепловую инерцию , определяющую скорость восприятия и отдачи тепла [26-28] . Внутренняя структура природных образований (различные неоднородности, пустоты и др.) проявляются на поверхности как аномалии температуры в виде тепловых контрастов. Контрасты объектов - источников тепла, как правило стабильны и выделяются над фоном. К таким объектам относятся зоны вулканической и геотермальной активности, лесные пожары и пожары горючих полезных ископаемых, различная техника при функционирующих источниках энергии, промышленные и гражданские сооружения и т.п. В обстоятельной работе [2б] продемонстрированы разнообразные возможности дистанционных методов при изучении природных ресурсов Земли.

Таким образом, имеется широкий круг научных и народно-хозяйственных задач, для решения которых необходимо знать как абсолютные значения температуры поверхности Земли , так и величины тепловых контрастов.

При этом нахождение температуры подстилающей поверхности является лишь промежуточным результатом, который используется в дальнейшем как исходная информация для математических моделей соответствующих физических процессов, которые определяют точность измерения температуры поверхности. В зависимости от решаемой задачи, необходимо обеспечить также соответствующие пространственное, спектральное, радиометрическое, временное разрешение, широту охвата исследуемого района, масштаб временного и пространственного осреднения и др.

С учетом специфики решения конкретных задач, в частности сельского и лесного хозяйства, рыболовства, геологии, гидрологии, метеорологии, океанографии, географии и др., требования к точности измерения температуры поверхности лежат в пределах 0,1.I К, к пространственному разрешению - 0,1.500 км, к минимальному времени повторного обзора - от одного дня до полугода [4, 10].

Измерение температурного контраста позволяет судить о геометрических характеристиках объектов, а динамика изменений контрастов - о состоянии и кинетике наземных образований. Поскольку здесь необходимо лишь обнаружить границы объекта и не требуется восстанавливать абсолютные значения температуры, существующая сегодня измерительная аппаратура позволяет успешно решать многие задачи этого типа, например, океанографические [23-25), геологические [2б] и др. При этом следует подчеркнуть, что как диапазон решаемых задач, так и возможности исследователя при их решении, существенно увеличиваются, если удается регистрировать еще меньшие тепловые контрасты. Поэтому снижение "порога обнаружим ости" контрастов даже на несколько десятых долей градуса имеет большое научное и практическое значение. а последние годы спутниковое зондирование стало мощным средством исследования различных объектов на Земле, существенно расширило круг решаемых задач и дало новые методические возможности [3-19] . Однако, несмотря на достигнутые в этом направлении успехи, очевидно, что надо еще много сделать для того, чтобы полностью использовать потенциал спутникового зондирования.

Дистанционные методы наиболее эффективны при умелом сочетании с традиционными (контактными) методами исследований и, обладая рядом достоинств, существенно дополняют их.

Применение искусственных спутников Земли позволяет быстро собрать огромный объем информации о больших территориях (в том числе труднодоступных) с различным пространственным разрешением, обеспечить нужную повторяемость обзора одного и того же участка Земли в одно и то же местное время в течение длительного периода и выявить динамику процессов. Использование космических носителей дает возможность решать научные и практические задачи, относящиеся как к одной области, так и находящиеся на стыке многих дисциплин; в ряде случаев эти задачи имеют глобальный масштаб и их решение на локальном уровне невозможно (например, проблема климата). Немаловажным обстоятельством при этом является и высокая экономическая эффективность искусственных спутников. Так, по экспертным оценкам советских специалистов экономические выгоды превышают затраты примерно в 10 раз [з].

Характерная особенность аэрокосмических методов состоит в том, что с их помощью обычно регистрируется не сама интересующая исследователя величина, а тот или иной параметр, прямо или опосредовано связанный с искомой величиной. Косвенный характер дистанционных измерений и необходимость коррекции различных помех обуславливают в настоящее время значительные трудности достижения высокой точности, с которой необходимо знать физические характеристики изучаемых процессов и явлений. Именно это обстоятельство является основным препятствием для более широкого применения и эффективного использования возможностей аэрокосмических средств. Поэтому главная проблема сегодня заключается в разработке достаточно точных и в выборе наиболее подходящих для решения конкретных задач, методов дистанционного зондирования, имея в виду как получение надежных экспериментальных данных, так и возможность их достоверной и однозначной интерпретации.

В соответствии со сказанным выше, наличие математической модели, адекватной существу исследуемого процесса, является обязательным элементом дистанционного зондирования, без которого невозможно обоснованно использовать получаемые результаты.

Очевидно также , что без учета всех основных факторов, влияющих на точность измерения, даже самая совершенная в техническом отношении система дистанционного зондирования будет малоэффективной. в связи с этим возникает задача выбора параметров аппаратуры, исходя из реальных характеристик подстилающей поверхности и атмосферы, с целью достижения максимальной суммарной точности измерений.

Необходимость проведения не только относительных, но и абсолютных измерений с точностью,требуемой для количественного анализа изучаемых явлений и процессов, выдвинула на первый план задачу коррекции влияния атмосферы [18, 29-37] . При этом следует отметить, что измерения только во "всепогодном" сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне не могут обеспечить требуемой точности абсолютных измерений, поскольку излучательная способность подстилающей поверхности в этом диапазоне в сильной степени зависит от состояния поверхностного слоя [9]. Поэтому необходимо проводить более точные измерения в ПК диапазоне в безоблачных условиях, с тем, чтобы по ним скорректировать СВЧ измерения [б]. Следует подчеркнуть, что существующие в настоящее время методы дистанционного зондирования даже при отсутствии облачности не обеспечивают требуемой точности измерений. Таким образом, в настоящее время первостепенной практической задачей является повышение точности абсолютных измерений в Ж диапазоне именно в безоблачных условиях. В связи с этим проблема полного учета влияния водяного пара - главного поглотителя при измерениях в

Ж окнах прозрачности атмосферы - является исключительно важной для дальнейшего развития космического землеведения.

При решении проблемы учета влияния атмосферы наметились и получили развитие три основные группы методов - одноканальные

38-61] , двух-трехканальные [62-98] и многоканальные (комплексный подход) [107-124] . Следует отметить, что обычно рассматривается влияние лишь отдельного или некоторых факторов (как правило, это - влияние атмосферы, а также погрешности аппаратуры, ошибки при обработке и передаче данных, различие результатов контактных и дистанционных измерений) на результаты дистанционного зондирования, а системный подход, учитывающий все основные физические механизмы, отсутствует. Между тем необходимость такого подхода как при постановке задачи, так и при проектировании аппаратуры дистанционного зондирования вполне очевидна [117].

Данное диссертационное исследование посвящено разработке и обоснованию двух-трехканального метода дистанционного зондирования в ИК диапазоне с учетом основных факторов и физических механизмов в системе подстилающая поверхность - атмосфера -аппаратура, шея в виду применение этих результатов как при интерпретации получаемых экспериментальных данных, так и для определения путей совершенствования аппаратуры.

Выбор двух-трехканальных методов обусловлен тем, что в настоящее время эти методы наиболее пригодны для практического решения многочисленных задач дистанционного зондирования, в том числе в реальном масштабе времени. Для реализации этих методов требуется сравнительно простая аппаратура, а объем и сложность обработки информации существенно меньше, чем при использовании многоканальных методов. Отметил!, что по имеющимся данным точность одноканальных методов составляет 2.4 К, а многоканальных - не лучше I К [106, 10?], что явно недостаточно для решения многих задач, отмеченных выше. Однако, существующие сегодня двух-трехканальные методы дистанционного зондирования в Ж диапазоне имеют ограниченную область применения и нуждаются в надежном обосновании и дальнейшем совершенствовании , чтобы соответствовать предъявляемым требованиям.

С учетом сказанного выше были поставлены следующие основные цели и задачи исследования:

1. Установление предельных возможностей и обоснование использования двух-трехканальных методов дистанционного зондирования в ИК диапазоне на основе системного подхода , с учетом всех основных физических механизмов задачи.

2. Выявление таких спектральных интервалов и углов зондирования, при которых суммарная погрешность измерений минимальна.

3. Исследование возможностей снижения "порога обнаружи-мости" тепловых контрастов.

4. Разработка метода сквозного проектирования аэрокосмической аппаратуры с учетом всего тракта прохождения сигнала: подстилающая поверхность - атмосфера - аппаратура.

5. Исследование методов снижения влияния случайных ошибок и шумов путем соответствующей обработки информации, исходя из требований к совокупности дистанционно определяемых параметров и возможностей измерительной аппаратуры.

Каждая из рассмотренных выше задач потребовала разработки адекватных моделей соответствующих процессов, в частности, физических моделей подстилающих поверхностей. Кроме того, из-за трудностей математического анализа весьма сложных уравнений переноса Ж излучения в атмосфере Земли применительно к методам дистанционного зондирования и вследствие необходимости проведения громоздких расчетов, возникла дополнительная задача разработки универсальных программ для ЭВМ типа БЭСМ-6 и серии ЕС, позволяющих с высокой надежностью моделировать изучаемые механизмы и явления.

Поскольку проблема дистанционного зондирования затрагивает широкий круг вопросов, относящихся к различным областям науки и техники, то основное внимание было обращено только на отдельные важнейшие проблемы, непосредственно связанные с целями и задачами настоящего исследования.

В результате выполненных исследований получено обоснование применимости двух-трехканальных методов на основе системного подхода для реального диапазона метеоусловий и различных типов подстилающих поверхностей. Данный подход реализован путем создания математической модели, алгоритма расчета и программ для ЭВМ.

Впервые установлено существование и проведен выбор оптимальных каналов (отличающихся как спектральными интервалами, так и углами зондирования), минимизирующих суммарную погрешность измерений температуры различных подстилающих поверхностей. Важно отметить, что использование оптимальных каналов позволяет повысить в два-три раза точность абсолютных измерений и регистрировать меньшие тепловые контрасты. Следует особо подчеркнуть, что влияние атмосферы в типичных ситуациях удается снизить до уровня шумов измерительной аппаратуры; использование же процедуры обработки информации, основанной на усреднении данных по соседним мгновенным полям зрения, позволяет снизить случайные погрешности до приемлемого уровня.

Для практической реализации предложенного метода разработана методика сквозного проектирования Ш систем дистанционного зондирования и выбора параметров аппаратуры с учетом характерных свойств и состояния подстилающей поверхности и атмосферы.

Предложен метод расчета отношения сигнал/шум, учитывающий статистическую природу и вероятность реализации значений параметров подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры.

I. ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ В ИК ДИАПАЗОНЕ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРЕДЬЯВЛЯЕМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Заключение диссертации по теме «Оптические системы локации, связи и обработки информации», Власов, Виктор Павлович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе решаются принципиальные проблемы, возникающие при исследовании Земли из космоса в ИК диапазоне спектра на основе системного подхода, учитывающего все основные факторы и физические механизмы, влияющие на точность измерений, что позволяет проводить обоснованный выбор методов исследования и соответствующей аппаратуры и надежную интерпретацию полученных данных. Показана необходимость учета каждого элемента тракта прохождения сигнала: подстилающая поверхность - атмосфера -- аппаратура.

Хотя в настоящее время характеристики атмосферы изучены наиболее подробно (как теоретически, так и эксперт!ентально), однако, целый ряд вопросов, представляющих существенное значение для дистанционного зондирования, все еще не решен. Наиболее важный из них заключается в адекватном описании оптических свойств атмосферных компонент, их различных зависимостей, атмосферных механизмов. Это сдерживает развитие дистанционных методов исследования, ограничивает точность измерений даже в отсутствии облачности. Поэтому необходимы более точные и надежные спектроскопические данные, разработка более точных атмосферных моделей, создание соответствующих банков данных и др. Отмеченное обстоятельство является, в частности, одной из причин того, что современные методы учета влияния атмосферы при дистанционном зондировании, основанные на определении комплекса параметров атмосферы, пока не в состоянии решить эту задачу с удовлетворительной точностью. В результате проведенных исследований обоснованы и разработаны двух-трехканальные методы исследования Земли в ИК диапазоне, обеспечивающие учет влияния атмосферы в типичных метеоусловиях с погрешностью, не превышающей уровень шумов измерительной аппаратуры.

Свойства подстилающих поверхностей, в том числе океана, изучены крайне недостаточно. Это существенно ограничивает область применения и точность аэрокосмических методов. Поэтому в первую очередь нужны широкие экспериментальные исследования. Для дистанционного зондирования особо важное значение тлеет разработка моделей подстилающих поверхностей, адекватно характеризующих взаимодействие Ж излучения с поверхностным слоем. Модель должна также достаточно хорошо описывать соотношения дистанционно определяемых параметров с искомыми величинами. При этом в ряде случаев необходимо учитывать подчас очень сложные взаимосвязи самых разнообразных процессов.

Совершенствование аппаратуры дистанционного зондирования, очевидно, должно быть направлено на значительное уменьшение случайных и систематических ошибок и в первую очередь погрешности калибровки. Проведенное исследование показывает, что сегодня это основная проблема, сдерживающая достижение требуемой точности измерений. Оптимальный выбор параметров аппаратуры позволяет существенно поднять эффективность дистанционного зондирования, уменьшить общую погрешность.

Показано, что для получения надежного конечного результата и составления обоснованных требований к аппаратуре и методам дистанционного зондирования необходимо основываться на концепции сквозного проектирования, т£. принимать во внимание свойства и характеристики подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры. При этом независимые факторы и физические механизмы оказываются "завязанными" с точки зрения дистанционного зондирования, и оттого, насколько правильно и точно они учтены непосредственно зависит возможность и результативность применения аэрокосмических методов. Например, от выбора дистанционно определяемых параметров, характеристик in situ , модели процесса зависит возможность исследования данного объекта и качество результатов. Метод сквозного проектирования проиллюстрирован на примере водной поверхности, из-за важности определения температуры поверхности океана при решении многих научных и практических задач и поскольку для воды имеются наиболее полные теоретические и экспериментальные данные.

Проведенный анализ развития и современного состояния аэрокосмических методов в ИК диапазоне указывает на актуальность и перспективность разработки и развития двух-трехканальных методов для решения различных задач. Особенно подчеркнем то обстоятельство, что двух-трехканальные методы в настоящее время наиболее эффективны, сравнительно просты и реально осуществимы для практического использования.

Выбор двухканального метода обусловлен не только тем, что аппаратура, использующая этот метод, получила довольно широкое распространение, но и тем, что сегодня в ряде случаев вряд ли целесообразно использование многоканальной аппаратуры из-за недостаточной полноты данных и физических моделей по подстилающей поверхности и атмосфере применительно к дистанционному зондированию.

Исходя из сказанного,в результате выполненных исследований определены предельно достижимые возможности аэрокосмических двух-трехканальных методов и намечены пути совершенствования аппаратуры дистанционного зондирования с учетом современного состояния науки и техники.

Основными результатами работы являются следующие:

1. Предложен системный подход к описанию работы аппаратуры дистанционного зондирования с учетом свойств и характеристик подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры, реализованный путем создания математической модели, алгоритма расчета и программ для ЭВМ.

2. Обоснован и разработан метод исследования Земли в ИК диапазоне с помощью двух-трехканальной аэрокоемячеекой аппаратуры для реальных условий на подстилающей поверхности и в атмосфере.

3. Установлено существование оптимальных спектральных интервалов и углов зондирования, минимизирующих суммарную ошибку измерения температуры подстилающей поверхности с учетом всего тракта прохождения сигнала: подстилающая поверхность - атмосфера - аппаратура.

Определены предельные возможности двух-трехканальных методов и показано, что для найденных интервалов погрешность в несколько раз меньше, чем в существующей аналогичной аппаратуре.

Обоснованность полученных результатов подтверждается сравнением со всеми известными экспериментальными и теоретическими данными.

4. Разработана методика сквозного проектирования многоканальных систем дистанционного зондирования с учетом характеристик и свойств подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры.

Предложен метод расчета суммарного шума для статистически независимых шумов подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры.

Разработан метод расчета отношения сигнал/шум, учитывающий вероятность реализации значений параметров подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры.

5. Установлено, что предложенная методика обработки информации, основанная на осреднении по соседним мгновенным полям зрения, уменьшает случайную погрешность измерения до приемлемого уровня.

6. Показано на основе проведенных исследований и моделирования (с учетом радиационных свойств подстилающей поверхности , степени коррекции влияния атмосферы, величины погрешности измерительной аппаратуры), что минимальную ошибку предложенного метода при решении различных задач обеспечивает использование спектральных интервалов в окне прозрачности атмосферы 10. .12,5 шеи. Выбор оптимальных каналов позволяет в два-три раза уменьшить суммарную погрешность измерения.

7. Установлено, что учет влияния атмосферного водяного пара при оптимальном выборе каналов осуществляется практически полностью.

8. Показано, что при отсутствии систематических погрешностей калибровки аппаратуры в безоблачных условиях с учетом всех основных факторов задачи - подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры, суммарная погрешность двух-трехканаль-ных методов составляет 0,1.0,3 К.

9. Установлено, что существенное повышение точности определения температуры поверхности двух-трехканальным методом обеспечивает уменьшение величины минимально обнаруживаемых тепловых контрастов на несколько десятых долей градуса.

10. Решена задача выбора оптимальных каналов Ж систем дистанционного зондирования, обеспечивающих минимальную суммарную ошибку восстановления температуры подстилающей поверхности и регистрацию предельно слабых тепловых контрастов.

II. Предложенный метод позволяет снизить погрешность коррекции влияния атмосферы до уровня шумов измерительной аппаратуры, то есть, при определении температуры поверхности в безоблачных условиях с использованием спектральных и угловых каналов, найденных в данной работе, с точностью 0,1.0,3 К единственным источником погрешностей остается систематическая погрешность калибровки аппаратуры.

Полученные в работе результаты использованы при разработке новых систем дистанционного зондирования (см.Приложение).

Наряду с этим, в результате проведенных в работе исследований показано, что для достижения требуемой в настоящее время точности дистанционных измерений в безоблачных условиях главной проблемой становится снижение уровня систематических погрешностей и в первую очередь повышение точности калибровки измерительной аппаратуры. Решение этой центральной сегодня проблемы, а также разработка надежных методов контроля облачности, даст возможность довести методы дистанционного зондирования в ИК диапазоне до уровня независимой методики.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Власов, Виктор Павлович, 1984 год

1. Материалы ХХЛ съезда ШЮС. М., Политиздат, 1982, 223 с.

2. Елизаренко А.С., Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Оптико-электронные системы в исследованиях природных ресурсов. М., Недра, 1984, 215 с.

3. Книжников Ю.ф., Кравцова В.И. Аэрокосмические методы картографирования и географических исследований. Итоги науки и техники. Картография, т. II. М., ВИНИТИ, 1984, 161 с.

4. Кондратьев К.Я. Спутниковая климатология. Л., Гидрометео-издат, 1983, 263 с.

5. Нелепо Б.А., Терехин Ю.В., Коснырев В.К., Хмыров Б.Е. Спутниковая гидрофизика. М., Наука, 1983, 252 с.

6. Remote Sensing Applications in Marine Science and Technology. Ed. Cracknell A.P. Dordrect, Reidel Publishing Company, 1985, 460 p.

7. Oceanography from Space. Ed. Gower J.F.R. Hew York and London, Plenum Press, 1981, 978 p.

8. Remote Sensing of Atmospheres and Oceans. Ed. Deepak A. New York, Academic Press, 1980, 641 p.

9. Кондратьев К.Я. Аномалии температуры поверхности океана: влияние на крупномасштабные атмосферные процессы и возможности дистанционных измерений. М., изд. МЦЕТИ, 1980, с. 525.

10. Баррет Э., Куртис Л. Введение в космическое землеведение. М., Прогресс, 1979, 368 с.

11. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса. Л., Гидрометеоиздат, 1978, 280 с.

12. Федоров К.Н. Дистанционные методы исследования океана. В кн. Итоги науки и техники. Океанология. М., ВИНИТИ, 1977, т. 4, с. 132-165.

13. Inversion Methods in Atmospheric Remot Sensing Ed. Deepak A. Mew York, Academic Press, 1977, 622 p.

14. Swain P.M., Davis S.M. Remote Sensing: the Quantitative Approach. Mew York, McGraw Hill International Book Company, 1978, 396 p.

15. Lintz J., Simonett D.S. Remote Sensing of Environment. London, Addison-Wesly Publishing Company, 1976, 694 p.

16. Малкевич M.G. Оптические исследования атмосферы со спутников. М., Наука, 1973, 303 с.

17. Федоров К.Н. Спутниковые методы и развитие современных представлений о динамике океана.ИЗК, 1984, № 4, с. 3-13.

18. Зверев A.C. Синоптическая метеорология. Л., Гидрометеоиздат, 1977, 711 с.

19. Метеорология и гидрология, 1984, №7, с. 126.

20. Нелепо Б.А. Современные проблемы спутниковой океанологии. Исслед. Земли из космоса, 1980, № I, с. 55-63.

21. Кондратьев К.Я. Метеорологические спутники. Л., Гидрометеоиздат, 1963, 311 с.

22. Федоров К.Н. Надежды и реальности космической океанологии. Исслед. Земли из космоса. 1980, № I, с. 64-78.

23. Шнлин Б.В. Тепловая аэросъемка при изучении природных ресурсов. Л., Гидрометеоиздат, 1980, 248 с.

24. Colcord J.E. Thermal Imagery Energy Surveys. Photogram-metric Engineering and Remote Sensing, 1981, v. 47, N 2, p. 237-240.

25. Idso S.B., JacsonR.D., Reginato R.J. The Utility of Surface Temperature Measurements for the Remote Sensing of Surface Soil Water Status. Journal of Geophysical Research, 1975, v. 80, Di 21, p. 3044-3049.

26. Малкевич M.C. Некоторые вопросы интерпретации радиационных измерений со спутников. Космич. исслед., 1964, т. 2,2, с. 246-256.

27. Малкевич М.С. Некоторые вопросы интерпретации поля уходящей радиации Земли. I. Определение температуры подстилающей поверхности и высоты верхней границы облаков. Тр. ГГО, 1964, вып. 166, с. 102-127.

28. Кондратьев К.Я., Новосельцев Е.П., Тер-ОДакарянц Н.Е. Определение температуры подстилающей поверхности и облаков с метеорологических спутников Земли. Труды ГГО, 1966, вып. 196, с. 3-23.

29. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. T.I. Л., Гидрометеоиздат, 1978, 247 с.33. biou K.-N. An Introduction to Atmospheric Radiation. New York, London, Academic Press, 1980, 333 p.

30. Гуди P.M. Атмосферная радиация. M., Мир, 1966, 522 с.

31. Atmospheric Sounding User's Guide. Ed. Werbowetzki A. ШАА Technical Report. HESS 83 Washington, D.C., 1981, 82 p.

32. Карасев А.Б., Федичев О.Б. Метод дистанционного определения температуры поверхности океана при наличии частичной облачности. Исслед. Земли из космоса, 1982, № I, с. 60-67.

33. Федичев О.Б. О дистанционном контроле облачности над океаном в ИК-области спектра. Исслед. Земли из космоса, 1983, № 3, с. 75-78.

34. Fritz S., Winston J.S. Synoptic use of radiation measurements from space TIROS II. Month. Weath. Rev., 1962,v. 90, И 1, p. 1-9.

35. Wark D.Q., Yamamoto G., Lienesch J.H. Method of estimating infrared flux and surface temperature from meteorological satellite. Journal of the Atmospheric, 1962, v. 19, N 5, p. 369-384.

36. Болдырев В.Г. Расчет передаточных функций атмосферы в интервале 8-12 мкм для территорий северного полушария. -Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1965, т. I, № 7, с. 696-702.

37. Болдырев В.Г., Копрова Л.И., Малкевич М.С. Об учете вариаций вертикальных проблей температуры и влажности при определении температуры подстилающей поверхности по уходящему излучению. Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1965, т. I,7, с. 703-714.

38. Городецкий А.К., Гурвич А.С., Мигулин А.В. Об определении температуры подстилающей поверхности по измерению уходящей радиации в диапазоне 8-12 мкм с самолета. Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1967, т. 3, № 6, с. 654-657.

39. Saiedy F., Hilleary D.T. Remote sensing of surface and cloud temperatures using the 899 cm interval. Applied Optics, 1967, v. 6, N 5, p. 911-917.

40. Кондратьев К.Я. Методики введения поправок, учитывающих влияние толщи атмосферы при определении температуры подстилающей поверхности со спутников. Метеорология и гидрология, 1969, № 2, с. 15-23.

41. Кондратьев К.Я. О проблемах инфракрасной спектроскопии атмосферы, связанных с решением задачи определения температуры подстилающей поверхности со спутников. Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1969, т. 5, № 6, с. 616-630.

42. Городецкий А.К., Малкевич М.С., Орлов А.П., Тимофеев В.И. Некоторые результаты измерений излучения Земли в интервале спектра 10-12 мкм со спутника "Космос-243". Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1970, т. 6, № 5, с. 477-488.

43. Smith W.L., Rao Р.К., Коffier R., Curtis W.R. The determination of sea-surface temperature from satellite high resolution infrared window radiation measurements. Month. Weath. Rev., 1970, v. 98, И 8, p. 604-611.

44. Разумовский И.Т. К вопросу о влиянии атмосферы на точность измерения температуры поверхности моря самолетными радиометрами. Тр. ГГО, 1972, вып. 275, с. 73-77.

45. Piatt C.M.R. Airborne infrared radiance measurements (10-to 12-micron wavelenght) off tropical east-coast Austral. Journal of Geophysical Research, 1972, v. 77, N 9,p. 1597-1609.

46. Горелик А.Г., Калачинский С.Ф. Измерение излучения атмосферы в полосе 8-12 микрон. Тр. ЦАО, 1972, вып. 103, с. 8293.

47. Maul G.A., Sidran M. Atmospheric effects on ocean surface temperature sensing from the JNOAA satellite scanning radiometer. Journal Geophysical Research, 1973, v. 78, N 12, p. 1909-1916.

48. Piatt C.M.R., Troup A.J.A direct comparison of satellite and aircraft infrared (10 Л.т-12 JUm) remote measurements of surface temperature. Remote Sensing of Environment,1973, v. 2, N 4, p. 243-247.

49. Tien C.L. Atmospheric corrections for airborne measurements of water surface temperature. Applied Optics, 1974, v. 13, E 8, p. 1745-1746.

50. Городещий А.К. Метод, результаты ж опшки определения температуры подстилающей поверхности по измерениям уходящего излучения в области спектра 10,5-11,5 мкм со спутника "Космос-320". В кн. Космическая стрела. - М., Наука,1974, с. 198-208.

51. Виноградов В.В., Лазаренко Н.Н. 0 неконтактном методе измерения температуры воды. В кн. Неконтактные методы измерения океанографических параметров. - 1975, М., с. 158167.

52. Шехтер Ф.Н. 0 связи температуры подстилающей поверхности с восходящей длинноволновой радиацией. Тр. ГГО, 1976, вып. 370, с. 98-108.

53. Иванов В.М., Савицкий Ю.А. Некоторые возможности определения температуры подстилающей поверхности оо спутника в окне 8-12 мкм. Изв. АН СССР, сер. ФА0, 1976, т. 12, J& 4, с. 433-434.

54. Cogan J.L. Interpretation of 8-13 measurements of seasurface temperature. Quart. J. Roy. Meteorol. Soc.,1976, v. 102, U 434, p. 771-774.

55. Cogan J.L., Willard J.H. Measurement of sea surface temperature by the Ж)АА 2 satellite. Journal of Applied Meteorology, 1976, v. 15, N 2, p. 173-180.

56. Суетин B.C. Дистанционное измерение температуры океана в инфракрасном диапазоне с использованием реперных точек. -Сб. "Спутниковая гидрофизика", Севастополь, 1980, с. 2832.

57. Копрова Л,И., Уткин Е.Ф., Бахматов А.Е. О результатах проверки методов определения температуры водной поверхностис ЖЗ. "Метеор." Метеорология и гидрология, 1981, с. 6169.

58. Saunders P.M. Aerial measurement of sea surface temperature in the infrared. Journal of Geophysical Research, 1967, v. 72, N 16, p. 4109-4117.

59. Anding D., Kauth R. Estimation of sea surface temperature from spase. Remote Sensing of Environment, 1970, v. 1,1. N 4, p. 217-220.

60. Shaw J.H. Determination of the earth's surface temperature from remote spectral radiance observation nearл2,600 cm . Journal of the Atmospheric Sciences, 1970, v. 27, U 6, p. 950-959.

61. Slient W.E., Salomonson V.V. A multispectral technique to determine sea surface temperature using .NIMBUS 2 data. Journal of Physical Oceanography, 1972, v. 2, N2,p. 157-167.

62. Maul G.A., Sidran M. Comment on "Estimation of sea surface temperature from space" by D.Anding and R.Kauth. Remote Sensing of Environment, 1972, v. 2, И 3, p. 165-169.

63. Anding D., Kauth R. Reply to the comment by G.A.Maui and M.Sidran. Remote Sensing of Environment, 1972, v. 2,1. N 3, p. 171-173.

64. Prabhakara C., Dalu G., Kunde V.G. Estimation of sea surface temperature from remote sensing in the 11- to 13 jum window region. Journal of Geophysical Research, 1974,v. 79, N 33, p. 5039-5044.

65. McMillin l.M. Estimation of sea surface temperature from two infrared window measurements with different absorption. Journal of Geophysical Research, 1975, v. 80, If 36, p. 5113-5117.

66. Smith W.L., Wolf H.M. The use of eigenvector of statistical covariance matrices for interpreting satellite sounding radiometer observations. Journal of the Atmosphe ric Sciences, 1976, v. 33, N 7, p. 1127-1140.

67. Yamazaki A. Compensation of atmospheric effects with a dual-channel airborne infrared radiometer. Rept. Hydrogr. Res., 1978, M 13, p. 51-57.

68. Dalu G., Prabhakara C., lo R.C., Mark M.J. An improved scheme for the remote sensing of sea surface temperature. NASA Tech. Memo, 80332, 1979, 24 pp.

69. Prabhakara C., Dalu C., Lo R.C., Math JN.R. Remote sensing of seasonal distribution of precipitable water vapor over the oceans and the influence of .boundary-layer structure. Month. Weath. Rev., 1979, v. 107, M 10,p. 1388-1401.

70. Keno M., Miyauchi M., Suzuki M., Mitsudera M. Removal of atmospheric effect on the remote sensing of sea surface temperature. Paper in Meteorology and Geophysics, 1980,v. 31» JN 1, P- 33-41.

71. Sidran M. Infrared sensing of sea surface temperature from space. Remote Sensing of Environment, 1980, v. 10, U 2, p. 101-114.

72. Deschamps P.Y., Phulpin T. Atmospheric correction of infrared measurements of sea surface temperature using channels at 3.7, 11 and 12 jum. Boundary-layer Meteorology, 1980, v. 18, N 2, p. 131-143.

73. McClain E.P. Report of the working group on thermal ra-diometry and imagery. Boundary-layer Meteorology, 1980, v. 18, fl 3, p. 335-341.

74. Dalu G., Prabhakara C., lo R.C. Improved accuracy of the remote sensing of sea surface temperature. Oceanography from space. Ed. Gower J.F.R. iMew York, Plenum Press, 1981, p. 109-114.

75. Imbault D., Scott N.A., Chedin A. Multichannel radiometric determination of sea surface temperature: Paramet-rization of the atmospheric correction. Journal of Applied Meteorology, 1981, v. 20, It 5, p. 556-564.

76. Paulisch R. Pixel resolution sea surface temperatures from METEOS AT data. Arm. Meteorol., 1982, v. 18, p.170-171.

77. Варнава В.А., Федичев О.В. Трехволновой дистанционный метод определения температуры подстилающей поверхности при наличии частичной облачности. Тр. МФТИ, сер. "Аэрофизика и прикладная математика", 1979, с. 36-38.

78. Chedin A., Scott N.A., Berroir A. A single-channel,double-viewing angle method for sea surface temperature determination from coincident METEOSAT and TIROS-N radiometric measurements. Journal of Applied Meteorology, 1982, v. 21, В 4, p. 613-618.

79. Kernfield J., Susskind J. On the effect of surface emis-sivity on temperature retrivals. Month. Weath. Rev., 1977, v. 105, H 12, p. 1605-1608.

80. Малкевич M.C., Чавро А.И. Оценки погрешностей определения температуры поверхности океана по спутниковым измерениям излучения в "окнах прозрачности" 3,7; 11,1; 12,0 мкм. -Исслед. Земли из космоса, 1982, № 4, с. 72-84.

81. Чавро А.И. К вопросу об определении ТПО по многоканальным спутниковым измерениям излучения в "окнах прозрачности" ИК-диапазона спектра. Исслед. Земли из космоса, 1982, № 5, с. II2-II5.

82. Варнава В.А., Карасев А.Б., Федичев О.Б. Методы дистанционного определения общего содержания озона и температуры поверхности океана в Ж части спектра. Тез. докл. "ХП Гагаринские чтения", 1982, М., 2 с.

83. Арефьев В.А., Карасев А.Б., Федичев О.Б. Физические основы разработки многоканального метода и аппаратуры для измерения температуры поверхности океана. Тез. докл. 1-ая Всесоюзн. конф. "Биосфера и климат по космическим наблюдениям", Баку, 1982, 2 с.

84. Федичев О.Б. Некоторые вопросы точности дистанционного определения температуры поверхности океана. Тр. МФТИ, сер. "Аэрофизика и прикладная математика", 1980, с. 64-65.

85. Bernstein R.L. Sea Surface Temperature Estimation Using the -NOAA 6 Satellite Advanced Very High Resolution Radiometer. Journal of Geophysical Research, 1982, v. 87,1. N C12, p. 9455-9465.

86. Maul G.A. Zenith Angle Effects in Multichannel Infrared Sea Surface Remote Sensing. Remote Sensing of Environment, 1983, v. 13, Я 5, p. 439-551.

87. Чавро А.И. Определение температуры поверхности океана и верхней границы облачности по угловым измерениям собственного излучения в ИК-области спектра. Исслед. Земли из космоса, 1983, J6 5, с. 15-21.

88. Holyer R.J. Two-Satellite Method for Measurement of Sea Surface Temperature, International Journal of Remote Sensing, 1984, v. 5, N 1, p. 115-131.

89. Singh S.M. Removal of Atmospheric Effects on a Pixel Basis from the Thermal Infrared Data from Instruments on Satellites. The Advanced Very High Resolution Radiometer. International Journal of Remote Sensing, 1984, v. 5, N 1, p. 161-185.

90. Арефьев А.Б., Власов В.П., Карасев А.Б. О выборе оптимальных пар спектральных интервалов для съемки земной поверхности в ИК диапазоне. Исслед. Земли из космоса, 1984, № 3, с. 50-59.

91. Smith W.L. Iterative Solution of the Radiative Transfer Equation for the Temperature and Absorbing Gas Profile of ал Atmosphere. Applied Optics, 1970, v. 9, N 9,p. 1993-1999.

92. Taylor P.W. Remote temperature sounding in the presence of cloud byzenith scaning. Applied Optics, 1974, v. 13, N 7, p. 1559-1566.

93. Chew M.D. An iterative scheme for determining sea surface temperatures, temperature profiles, and humidity profiles from satellite-measured infrared data. Journal of Gepphysical Research, 1974, v. 79, fi 3, p. 430-434.

94. Козлов В.П. Об исключении влияния атмосферы при дистанционном измерении радиационной температуры водной поверхности. Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1978, т. 14, № 9,с. 974-982.

95. Малкевич М.С. Физические аспекты исследований океана и атмосферы над океаном из космоса. Тез. докл., 11-е Всес. совещ. по актинометрии, Таллин, 1980, ч. 6, с. 710.

96. Малкевич М.С. Комплексная задача дистанционного определения температуры океана и вертикальных профилей температуры, влажности и аэрозольного ослабления атмосферы. -Тез. докл., П Всесоюз. совещ. по актинометрии, Таллин,1980, ч. 6, с. 39-40.

97. Головко В.А., Пахомов Л.А., Шмельков К.И. Многоспектральный метод определения температуры поверхности океана. -Сб. "Спутников, гидрофиз.", 1980, Севастополь, с. 67-74.

98. Малкевич М.С. Состояние проблемы термического зондирования системы "океан-атмосфера" из космоса. В кн. аспекты дистанвдон. зондир. системы океан-атмосфера.1. М., 1981, с. 6-28.

99. Chahine М.Т. Remote Sensing of Sea Surface Temperature in the 3,7 jum C02 Band. Oceanography from Space. Ed. by Gover J.F.R. 1981, Plenum Press, New York and London, p. 87-95.

100. Weinreb M.P., Fleming H.E., McMillin L.M., and Neuen-dorffer A.C. Transmittanees for the TIROS Operational Vertical Sounder. 1ЮАА Tech. Rep. .NESS85, 1981, Washington, 59 p.

101. Физические аспекты дистанционного зондирования системы океан-атмосфера. Под ред. М.С.Малкевича, М., "Наука",1981, 216 с.

102. Малкевич М.С. Комплексный метод термического зондирования системы "океан-атмосфера" из космоса. Материалы семинара "Атмосфера-океан-космос". Под ред. академика Г.И.Марчу-ка. Препринт й 17, М., 1981.

103. Малкевич М.С., Бадаев В.В. Метод комплексных исследований океана и атмосферы из космоса. Исслед. Земли из космоса, 1981, № 4, о. 45-53.

104. Малкевич М.С., Мажова B.C., Старцева З.П. Анализ дистанционных измерений температуры поверхности Тихого океана из космоса. Исслед. Земли из космоса, 1981, J6 2-,с. 45-56.

105. Walton С.С. Recent improvements in deriving sea surface temperatures from the ШАА-6 satellite system. IGARSS*81, Washington, 1981, Digest, v. 1, p. 470.

106. Городецкий A.K. Определение температуры земной поверхности методом углового сканирования. Исслед. Земли из космоса, 1981, В 2, с. 36-44.

107. Городецкий А.К. Определение температуры земной поверхности по угловой структуре излучения в "окнах прозрачности" атмосферы. Исслед. Земли из космоса, 1982, № 6,с. 69-79.

108. Zendlo J.A., Smith W.L., Mansel W.P., Hayden С.M. Surface temperature determination from an amalgamation of GOES and TIROS-Ж radiance measurements. Journal of Applied Meteorology, 1982, v. 21, И 1, p. 44-50.

109. Бацуков O.C., Карасев А.Б. Подход к оптимизации дистанционного зондирования Земли с учетом влияния атмосферы. П-е Всесоюзное совещание по актинометрии. Таллин, 1980, с. 29-31.

110. Кропоткин М.А., Козырев Б.П. Исследование спектров отражения природных и искусственных материалов в области длин волн 0,7-100 ж. Оптика и спектроскопия, 1964,т. ХУЛ, вып. 2, с. 259-264.

111. Hovis W.A. Optimum Wavelength Intervals for Surface Temperature Radiometry. Applied Optics, 1966, v. 5, U 5, p. 815-818.

112. Hovis W.A., Callaham W.R. Infrared Reflectance of Igneous Rocks, Tuffs, and Red Sandstone from 0.5 to22 jlx . Journal of the Optical Society of America, 1966, v. 56, И 5, p. 639-643.

113. Weiss M. Airborn Measurements of Earth. Surface Temperature (Ocean and Land) in the 10-12-" and 8-14 jLt Regions. Applied Optics, 1971, v. 10, N 6, p. 1280-1287.

114. Lyon R.J.P. Infrared Spectral Emittance in Geological Mapping: Airborne Spectrometer Data from Pisgah. Crater, California. Science, 1972, v. 175, p. 983-986.

115. Попов О.И., Семенова В.И., Федорова Е.О. Отражательная способность некоторых материалов в области спектра I*13 мкм. Метеорология и гидрология, 1975, № 2, с. III-II3.

116. Prabhakara С., Dalu G. Remote Sensing of the Surface Emissivity at 9jum Over the Globe. Journal of Geophysical Research, 1976, v. 81, N21, p. 3719-3724.

117. Vlcek J. A Field Method for Determination of Emissivity with Imaging Radiometers. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 1982, v. 48, N 4, p. 609-614.

118. Ллойд Дж. Системы тепловидения. М., Мир, 1978, 414 с.

119. Кондратьев К.Я., Поздняков Д.В. Аэрозольные модели атмосферы. М., "Наука", 1981, 104 с.

120. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Поздняков Д.В. Атмосферный аэрозоль. I., Гидрометеоиздат, 1983, 224 с.

121. Ханевская И.В. Температурный режим свободной атмосферы над северным полушарием. Л., Гидрометеоиздат, 1968, 299 с.

122. Kneizys F.X., Chetwynd Jr.J.H., FennR.W., et al. Atmospheric Transniittance / Radiance: Computer Code L0WTRAN5. Massachusetts, Air Forse Geophysics Laboratory, 1980, 233 p.

123. Taylor J.H., Yates H.W. Atmospheric Transmission in the Infrared. Journal of the Optical Society of America, 1957, v. 47, N 3, p. 223-226.

124. McCoy J.H., Rensch D.B., Long R.K. Water Vapor Continuum Absorption of Carbon Dioxide Laser Radiation near10 jjt. Applied Optics, 1969, v. 8, N 7, p. 1471-1478.

125. McClatchey R.A., Fenn R.W., Selby J.F.A., Volz F.E., Garing J.S. Optical Properties of the Atmosphere Massachusetts, AFCRL, 1972, 93 p.

126. Tomasi C., Guzzi R., and Vittori 0. A Search for the e-Effect in the Atmospheric Water Vapor Continuum Journal of the Atmospheric Dciences, 1974, v. 31, N 1, p. 255-260.

127. Kelley P.L., McClatchey R.A., Long R.K., Snelson A. Molcular absorption of infrared laser radiation in the natural atmosphere. Optical and Quantum Electronics, 1976, v. 8, p. 117-144.

128. Вопросы инфракрасной спектроскопии атмосферы. Труды ГГО, вып. 369, 1976.

129. Roberts R.E., Selby J.E.A., Biberman L.M. Infrared continuum absorption by atmospheric water vapor in the 812 ^m window. Applied Optics, 1976, v. 15, IT 9, p. 20852090.

130. Peterson J.C., Thomas M.E., IMordstrom R. J., Damon E.K., and Long R.K. Water vapor-nitrogen absorption at C02 laser frequencies. Applied Optics, 1979» v. 18, N 6,p. 834-841.

131. Мак-Картни. Физика атмосферы. M., Мир, 1979.141.карасев А.Б., Сапунов В.В. Прямой метод расчета функций пропускания инфракрасного излучения водяным паром в неоднородной атмосфере. Исслед. Земли из космоса. М., 1980, № 5, с. 71-77.

132. Clough S.A., Kneizys F.X., Davies R., Gamacke R., Tipping R. Theoretical Line Shape for the HgO Vapor; Application to the Continuum. Atmospheric Water Vapor. Ed. Deepak A. Hew York, Academic Press., 1980, 25-46.

133. Atmospheric Water Vapor. Ed. Deepak A., Wilkerson T.D., Ruhnke L.H. flew York, Academic Press, 1980, 695 p.

134. Ben-Shalom A., Cabib D., Devir A.D., Goldschmidt D., Lipson S.G., and Oppenheim U.P. Spectral Characteristics of Infrared Transmittance of the Atmosphere in the Region 2.8-14 jum Preliminary Measurements Infrared Physics, 1980, v. 20, p. 165-174.

135. Dianov-Klokov V.I., Ivanov V.M., Aref'ev V.N.,

136. Sizov fi.I. Water Vapor Continuum Absorption at 8-13 JU . J.Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 1981, v. 25,p.83-92

137. Николаев С.М. Оптико-электронные радиометры космических аппаратов. М., Машиностроение, 1971, 178 с.

138. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л., Машиностроение, 1977.

139. Хадсон Р. Инфракрасные системы. М., Мир, 1972, 534 с.

140. Якушенков Ю»Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. М., Советское радио, 1980, 392 с.

141. Эртель Д. Методические предложения по спектрометрирова-нию и специфические требования по метрологическому обеспечению съемок поверхности Земли и океана в тепловой ИК-области. Препринт ИКИ АН СССР, 1980, № 566, 72 с.

142. Hougton J.Т. Calibration of Satellite radiation instruments. Applied Optics, 1977, v. 16, й 2, p. 295-296.

143. Yates H.W. Measurement of the earth radiation balance as an instrument design problem Applied Optics, 1977, v. 16, H 2, p. 297-299.

144. Gillham E.J. Radiation standards. Applied Optics, 1977, v. 16, N 2, p. 300-301.

145. Crommelynck D. Calibration of radiation instruments for the measurement of the radiant flux of an arbitrary source. Applied Optics, 1977, v. 16, N 2, p. 302-321.

146. Barnes W.L., Price J.C. Calibration of a Satellite infrared radiometer. Applied Optics, 1980, v. 19, И" 13, p. 2153-2161.

147. Leckie D.G. An Error Analysis of Thermal Infrared LineScan Data for Quantitative Studies. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 1982, v. 48, N 6,p. 945-954.

148. Зукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. М., Наука, 1979, 368 с.

149. Сох С., Munk W. Statistics of tke sea surface derived from sun glitter. J. Mar. Res., 1954, v. 13, p. 198-227.

150. Cox C., Munk ¥. Measurement of the roughness of the sea surface from photographs of the sun's glitter. Journal of the Optical Society of America, 1954, v. 44, p. 838850.

151. Брамсон M.A., Зельмаеович И.Л., Кулашова Г.И. Излуча-тельная способность воды в Ж области спектра. Тр. ГГО, 1964, вып. 152, с. 31-67.

152. Buattner K.J.W., Kern C.D. The determination of infrared emissivities of terrestrial surfaces. Journal of Geophysical Research, 1965, v. 70, if 6, p. 1329-1337.

153. Saunders P.M. Radiance of Sea and Sky in the Infrared window 800-1200 cm . Journal of the Optical Society of America, 1967, v. 58, N 5, p. 645-652.

154. Бгаш В., Bandeen W.R. Anisotropic reflectance characteristics of natural earth surface. Applied Optics, 1970, v. 9, N 2, p. 405-412.

155. Rusk A.N., Williams D. Optical Constants of Y/ater in the Infrared. Journal of the Optical Society of America, 1971, v. 61, N7, p. 895-903.

156. Paulson C.A., Parker T.W. Cooling of a water surface by evaporation, radiation and heat transfer. Journal of Geophysical Research, 1972, v. 77, N 3, p. 491-495.

157. Разумовский И.Т., Попов О.И. Об излучательной способности некоторых материалов в области спектра 8,513,5 мкм. Тр. ГГО, 1972, вып. 275, с. 199-201.

158. Hale G.M., Querry M.R. Optical Constants of Water in the 200-run to 200^m Wavelength Region. Applied Optics, 1973, v. 12, N 3, p. 555-563.

159. Boudreau R.D. The Hemispheric Reflectance of a Plane Water Surface for Atmospheric Radiation Journal of Applied Meteorology, 1973, v. 12, N 7, p. 1217-1221.

160. Горелик А.Г., Калчинский C.$. Коэффициенты направленного отражения и излучения подстилающих поверхностей в интервале 7-15 мкм. Тр. ЦАО, 1974, вып. 116, с. 91-98.

161. Горелик А.Г., Калачинский С.Ф. Влияние облачности на радиационные характеристики подстилающей поверхности. -В кн. Радиационные процессы в атмосфере и на земной поверхности. Л., Гидрометеоиздат, 1974, с. I08-III.

162. Шиндеров Б.Л., Чистяков В.А. Об излучательной способности подстилающей поверхности в ИК-области спектра. Вкн. Радиационные процессы в атмосфере и на земной поверхности. -Л., Гидрометеоиздат, 1974, с. 347-352.

163. Downing H.D., Williams D. Optical Constants of Waterin the Infrared. Journal of Geophysical Research, 1975, v. 80, H 12, p. 1656-1661.

164. Gambling D.J. Sun Glitter on the Surface of the Ocean in the Infrared Spectral Region. Infrared Physics, 1975, v. 15, p. 149-155.

165. Городецкий A.K., Орлов А.П. Вариации излучательной способности водной поверхности. Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1977, т. 13, № 5, с. 551-554.

166. Городецкий А.К. Затухание контрастов излучения водной поверхности в атмосфере в области спектра 10-12 мкм. Исслед. Земли из космоса, 1980, № 3, с. 69-75.

167. Пахомов Л.А., Половинкин В.Н. Изменчивость уходящего ИК излучения различных подстилающих поверхностей в дневное время суток. Тр. ГосНИВДПР, 1977, вып. 3, с. 105-107.

168. Пахомов Л.А., Половинкин В.Н. Некоторые экспериментальные результаты измерений уходящего ИК излучения от различных подстилающих поверхностей. Тр. ГосНИЩПР, 1977, вып. 3, с. I08-II2.

169. Пахомов Л. А., Половинкин В.Н., Калачинский С.Ф. Спектральная излучательная способность некоторых естественных поверхностей в интервале 6-15 мкм. Тр. ГооНИЦИПР, 1977, вып. 3, с. II3-II8.

170. Матвеев Д.Т. Анализ результатов радиотеплового зондирования морской поверхности при шторме. Метеорология и гидрология, 1978, № 4, с. 58-66.

171. Трифонов М.И. Влияние вариаций излучательной способности на точность определения температуры подстилающей поверхности. -Сб. "Проб. физ. атмосф.", Л., 1980, вып. 16,с. 150-154.

172. Takashima Т., Tarayama Y. Emissivity and Reflectance of tiie Model Sea Surface for the Use of AVHRR Data of ШАА Satellites. Papers in Meteorology and Geophysics, 1981, v. 32, U 4, p. 267-274.

173. Csanady G.T. The Free Surface Turbulent Shear Layer Jornal of Physical Oceanography, 1984, v. 14, N 2, p. 402-411.

174. Takayama Y., Takashima T. Measurements of Water Surface Temperature at all the 11 /Jim Window Region. Papers in Meteorology and Geophysics, 1982, v. 33, Я 2, p. 79-83.

175. Джетыбаев Е.О., Каргин Б.А. О наблюдении внутренних волн в океане. Исслед. Земли из космоса, 1983, № I, с. 81-87.

176. Robinson I.S., Wells Й.С., Charnock Н. The sea surface thermal boundary layer and its relevance to the measurements of sea surface temperature by air borne and spaceborn radiometers. International Journal of Remote Sensing, 1984, v. 5, N 1, p. 19-45.

177. Constans J., Praysse G., Leger G., Roux J. The continuous measurement of the temperature of the upper layer of the sea- a practical approach. International Journal of Remote Sensing, 1984, v. 5, И 1, p. 103-114.

178. Koblinsfcy C.J., Simpson J.J., Dickey T.D. An Offshore Eddy in the California Current System. Part II: Surface Manifestation. Progress in Oceanography, 1984, v. 13, N 1, p. 51-69.

179. Атлантический океан. Под ред. О.К.Леонтьева. М., Мысль, 1977, 296 с.

180. Paulson С.A., Parker T.W. Cooling of a Water Surface by Evaporation, Radiation, and Heat Transfer. Journal of Geophysical Research, 1972, v. 77, N 3, p. 491-495.

181. Clark H.L. Some problem associated with airborne radio-metry of the sea. Applied Optics, 1967, v. 6, И 12,p. 2151-2157.

182. McLeish W. Spatial Spectra of Ocean Surface Temperature. Journal of Geophysical Research, 1970, v. 75, N 33,p. 6872-6877.

183. Saunders P.M. Space and time variability of temperature in the upper ocean. Deep Sea Research, 1972, v. 19,1. К 7, p. 467-480.

184. Скляров В.Е., Федоров К.Н. Трехмерная структура фронтальной зоны Гольфстрима по синхронным данным спутникаи корабля. Исслед. Земли из космоса, 1980, № 3, с. 5-13.

185. Ben-Yosef И., Rahat В., Feigin G. Simulation of Шimages of natural backgrounds. Applied Optics, 1983, v. 22, N 1, p. 190-193.

186. Gatham S.G. Optical properties of the marine aerosol as predicted by the Wavy aerosol model.Optical Engineering, 1983, v. 22, N 1, pp. 057-062.

187. Власов В.П. Разработка двух- трехканальных аэрокосмических методов для решения природоведческих задач в инфракрасном диапазоне спектра. НТО МОТ, 1984, № гос. per. 01827037206, инв. & 0ZSWD79687 , ч. 1-2, 159 с.

188. Довгалшк Ю.А., Иевлев Л.С. Физика водных и других атмосферных аэрозолей. Л., Изд-во ЛГУ, 1977, 254 с.

189. Малкевич М.С., Петренко Б.З. О влиянии аэрозольного ослабления на точность определения температуры океана и атмосферы дистанционными методами. Изв. АН СССР, сер. ФАО, 1978, т. 14, № 7, с. 723-732.

190. Атмосферный аэрозоль и его влияние на перенос излучения. Под ред. Кондратьева К.Я., Гидрометеоиздат, 1978,120 с.

191. Кондратьев К.Я. Стратосфера и климат. Итоги науки и техники. Сер. Метеорология и климатология, т. 6, М., ШНИТИ, 1981, 223 с.

192. WhittenR.C. The Stratospheric Aerosol Layer. Berlin. Springer-Verlag, 1982, 152 p.

193. Кондратьев К.Я. Радиационный баланс Земли, аэрозоль и облака. Итоги науки и техники, т. 10, М., ШНИТИ, 1983, 313 с.

194. Власов В.П. Возможности двухканальных методов для исследования Земли из космоса в инфракрасном диапазоне спектра. Научно-технический отчет МФТИ, № гос. per. 01827037206, инв. № 02840066423, M., 1984, 82 с.

195. Дымников В.П., Коротаев Г.К., Галин В.Я. Требования к составу и точности спутниковой информации в исследованиях по программе "Разрезы". M., 1984, 50 с.

196. Береговой Г.Т., Бузников A.A., Васильев О.Б. и др. Исследование природной среды с пилотируемых орбитальных станций. Л., Гидрометеоиздат, 1972, 399 с.

197. Legeckis R. A Survey of Worldwide Sea Surface Température Fronts Detected Ъу Environmental Satellites. J. of Geophys. Res., 1978, v. 83, N C9, p. 4501-4522.

198. Duchossois G. The First European Remote Sensing Satellite (ERS-1). Overal Description, Potential Applications and Users. Proc. Alpach. Summer School, 27 July5 August, 1983, p. 25-36.

199. Власов В.П., Карасев A.Б. Отношение сигнал/шум при дистанционном зондировании. Сб. Прикладные методы механики. Деп. в ВИНИТИ, M., 1984, с. 76-80.

200. Уиттл П. Вероятность. М., Наука, 1982, 288 с.

201. Mavko G.E., Winer I.M. Statistical sensor performance analysis, 1980, SPIE, v. 219, p. 44-50.1. АКТ1. УТВЕРЖДАЮ

202. Ди^&тор-главный конструктор £КБ "Интеграл"1. ГМ.Миленино внедрении результатов диссертационной работы аспиранта МФТИ Власова В.П.

203. Разработка и обоснование методов исследования Земли в ИК -диапазоне спектра для двухканальной аэрокосмической аппаратуры.

204. Работа Власовым В.П. выполнялась на кафедре "Системы, устройства л методы геокосмической физики" МФТИ под руководством д.т.н. профессора Карасева А.Б.

205. Основные исследования выполнены в процессе проведения хоздоговорной темы № 5/84 от 5 ноября 1983 г. с ОКБ "Интеграл',' ответственным дсполнителем которой является Власов В.П.

206. Материалы диссертационной работы были представлены в виде научно-технических отчетов, утвержденных руководством МФТИ.

207. Результаты работы аспиранта Власова В.П. содержат данные по оптимальному выбору спектральных интервалов и углов зондирования ИК аппаратуры, с учетом основных факторов поставленной задачи: подстилающей поверхности, атмосферы и аппаратуры.

208. Настоящий акт составлен комиссией в составе:1. Члены:1. Председатель:к.т.н. А.В.Арефьев к.ф.м.н. Г.Н.Гаевская К.Т.Н. В.С.Лаптеввед.конструктор В.П.Бурковвед.конструктор Э.Я.Веселов