Основы радиолокации

European Remote Sensing Satellite ERS-1

ERS-1 – спутник Европейского космического агентства (ЕSА), который использовался для дистанционного зондирования поверхности Земли и больше не эксплуатируется. Это был первый чисто гражданский спутник наблюдения Земли, который разрабатывался с 1979 по 1990 год. Самым важным радарным прибором был вертикально поляризованный (VV режим) радар с синтезированной апертурой (SAR), изготовленный под руководством компании DASA и работающий в C-диапазоне частот, который мог покрывать полосу земной поверхности шириной до 100 км. В нем использовалась антенна с реальной апертурой 1·10 м. Импульс передачи длительностью 37,12 мкс был модулирован внутри с линейной частотной модуляцией и полосой пропускания передатчика 15,55 МГц. В приемнике этот импульс был сжат до длины 64 нс. С другой группой антенн этот радар может также работать как скаттерометр.

На борту также находился радиолокационный высотомер (РА), работающий на частоте 13,8 ГГц (K_u-диапазон). Он использовал параболическую антенну диаметром 1,2 м с шириной диаграммы направленности антенны 1,3° и мог измерять высоту с точностью до 5 см. Он использовал две различные разрешающие способности для измерения поверхности океана и для измерения слоев льда. Выходной каскад передатчика был оснащен лампой с бегущей волной.

ERS-1 был запущен 17 июня 1991 года на ракете-носителе Ariane 4 с космического центра в Куру (Французская Гвиана). Спутник вращался вокруг Земли по солнечно-синхронной орбите высотой 782-785 км и наклонением 98,5°. Одна орбита длилась 100 минут, и через 35 дней стартовая точка над поверхностью Земли была достигнута снова. Прогнозируемый срок службы спутника в три года был значительно превышен: только 10 марта 2000 года его миссия была завершена из-за отказа системы стабилизации ориентации. Последние пригодные для использования данные SAR были переданы 3 марта 2000 года.

Геометрические характеристики

• Пространственное разрешение:
  • вдоль трассы ≤ 30 м
  • поперек трассы ≤ 26,3 м
• Ширина полосы обзора:
  • 102,5 км (телеметрическая)
  • 80,4 км (полная мощность)
• Расстояние полосы обзора: 250 км вправо от траектории движения спутника

• Точность локализации:
  • вдоль трассы ≤ 1 km;
  • поперек трассы ≤ 0,9 км
• Угол падения:
  • плотная зона 20,1°
  • средняя зона 23°
  • дальняя зона 25,9°
  • Допуски: ≤ 0,5°

ERS–2

Изображение 2: Предварительный просмотр брошюры ESA.

Этот второй спутник, практически идентичный по конструкции, был выведен на ту же орбиту, что и ERS-1, 21 апреля 1995 г. Эта процедура была названа «тандемной миссией» и стала моделью для последующих запусков спутников. ERS-2 практически следовал за ERS-1, так что одна и та же область на поверхности Земли могла быть покрыта второй раз для интерферометрических измерений с интервалом в 35 минут. Поскольку Земля за это время повернулась на несколько сотен метров дальше, та же самая область теперь была снята под несколько иным углом. Благодаря вычислительной обработке обоих изображений, теперь можно было распознать изменения ландшафта в диапазоне одного сантиметра. С помощью этой технологии можно было, например, предсказать оползень вулкана в Исландии.

5 июля 2011 года ЕКА объявило о завершении миссии ERS-2. Он был переведен на орбиту с меньшим риском столкновений. Аккумуляторы были разряжены, а топливные баки опустошены путем нескольких выстрелов. Вход в атмосферу Земли и его сгорание ожидается с 2025 года.