Экспериментальная проверка космических радиотехнических методов измерения параметров гравитационного поля Земли.

Представлены результаты двух радиотехнических экспериментов по измерению параметров гравитационного поля Земли с использованием сигналов низкоорбитальных космических аппаратов и глобальных навигационных спутниковых систем. Экспериментально проверены ранее предложенные авторами метод измерения ускорения свободного падения по сигналам низкоорбитального спутника, а также метод измерения текущей высоты геоида на основе бортовой бистатической радиолокационной системы, использующей сигналы глобальных навигационных спутниковых систем. В первом эксперименте использовали сигнал низкоорбитального малого космического аппарата RS-44 (ДОСААФ-85) с частотой около 2,3 ГГц, во втором эксперименте – первичные измерительные данные бистатической радиолокационной системы, установленной на борту зарубежного спутника CYGNSS. После обработки результатов измерений, полученных в первом эксперименте, установлено, что среднеквадратическое отклонение измеренных значений гравитационного ускорения низкоорбитального космического аппарата от модельных значений составляет 6,3 мГал. В настоящее время измерения ускорения свободного падения на основе механических гравиметров на борту спутника невозможны из-за невесомости. Во втором эксперименте измеренное и модельное значения высоты геоида отличаются на 13,3 см, что отвечает современным требованиям. Метод измерения текущей высоты геоида на основе бортовой бистатической радиолокационной системы, в отличие от классического метода спутниковой радиовысотометрии, позволяет получить до 60 отражённых сигналов и измеряемых высот одновременно. Результаты экспериментов могут найти применение при уточнении модели гравитационного поля Земли удалённых территорий и акваторий, в том числе в регионе Арктики.

1. Денисенко О. В., Пустовойт В. И., Сильвестров И. С., Фатеев В. Ф. Проблемы развития бесшовной ассистирующей технологии навигации в ГНСС ГЛОНАСС на основе измерений параметров геофизических полей. Альманах современной метрологии, (4(24)), 127–160 (2020). https://www.elibrary.ru/quqoji

2. Фатеев В. Ф., Денисенко О. В., Федотов В. Н., Сильвестров И. С., Давлатов Р. А. Способ измерения гравитаци онного ускорения космического аппарата: пат. RU 2768557 С1. Изобретения. Полезные модели. № 9 (2022). https://www.elibrary.ru/gxppke

3. Клюев Н. Ф., Фатеев В. Ф., Ильин А. Л., Бырков И. А., Сахно И. В. Принцип построения двухпозиционных РСА космического базирования. Материалы военно-научной конференции «А. Ф. Можайский: к 170-летию со дня рождения создателя первого российского самолета». 21–23 марта 1995. Т. 2. С. 335–338. Военная инженерная Краснознаменная космическая академия (ВИККА), Санкт-Петербург (1996).

4. Lowe S. T., LaBrecque J. L., Zuffada C., Romans L. J., Young L. E., Hajj G. A. First spaceborne observation of an Earth reflected GPS signal. Radio Science, 37(1), 1–28 (2002). https://doi.org/10.1029/2000RS002539

5. Gleason S., Hodgart S., Sun Y., Gommenginger C., Mackin S., Adjrad M. Detection and Processing of bistatically reflected GPS signals from low Earth orbit for the purpose of ocean remote sensing. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 43(6), 1229–1241 (2005). http://doi.org/10.1109/TGRS.2005.845643

6. Unwin M., Jales P., Tye J., Gommenginger Ch., Foti G., Rosello J. Spaceborne GNSS-Reflectometry on TechDemo Sat-1: Early mission operations and exploitation. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(10), 4525–4539 (2016). http://doi.org/10.1109/JSTARS.2016.2603846

7. Ruf C. S., Atlas R., Chang P. S. et al. New ocean winds satellite mission to probe hurricanes and tropical convection. Bulletin of the American Meteorological Society, 97(3), 385–395 (2016). https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00218.1

8. Jing C., Niu X., Duan C., Lu F., Di G., Yang X. Sea surface wind speed retrieval from the first Chinese GNSS-R Mission: Technique and preliminary results. Remote Sensing, 11(24), 3013–3026 (2019). http://doi.org/10.3390/rs11243013

9. Xia J., Bai W., Sun Yu., Du Q., Huang F., Yin C. Calibration and wind speed retrieval for the Fengyun-3 E Meteorological Satellite GNSS-R Mission. IEEE Specialist Meeting on Reflectometry using GNSS and other Signals of Opportunity (GNSS+R), Beijing, China, 2021, pp. 25–28 (2021). http://doi.org/10.1109/GNSSR53802.2021.9617699

10. Dielacher A., Fragner H., Koudelka O. PRETTY – passive GNSS-Reflectometry for CubeSats. e+i Elektrotechnik und Informationstechnik, 139(1), 25–32 (2022). https://doi.org/10.1007/s00502-022-00993-7