Отслеживание отраженных сигналов ГЛОНАСС и GPS улучшит судоходство в Арктике

Российские исследователи разработали подход, позволяющий использовать отраженные от поверхности Земли радиоволны со спутников GPS и ГЛОНАСС для отслеживания изменений в площади ледяного покрова Арктики и Антарктики. Это позволит значительным образом улучшить навигацию и повысить безопасность судоходства в заполярье, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

Как отмечают исследователи, традиционно для мониторинга состояния ледового покрова используются радиометры, а также инфракрасные и оптические сенсоры. Все эти методы позволяют получать достаточно точные результаты, однако они сильно зависят от погоды, в результате чего облака и туман могут полностью блокировать оптические измерения и исказить температурные показатели. Это побуждает ученых разрабатывать альтернативные подходы для ведения наблюдений.

В частности, ученые из ИПФ РАН и Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ред. - Пресс-служба РНФ) предложили использовать сигналы глобальных навигационных спутниковых систем для картирования ледяного покрова Арктики и Антарктики. Это стало возможным благодаря тому, что на орбите присутствуют спутники, подобные британскому зонду TDS-1, способные улавливать отраженные от поверхности земли сигналы GPS и ГЛОНАСС.

Измеряемые характеристики отраженного навигационного сигнала и доплеровские спектры для взволнованной водной поверхности (слева) и для ледяного покрова (справа). Источник: Д.А. Ковалдов и др. / "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", 2024

Российские ученые обратили внимание на то, что поверхность льда и открытого моря по-разному отражает эти радиосигналы, что связано с тем, что морской лед отражает сигналы как плоская поверхность, тогда как на открытой воде даже при полном штиле есть волны. Руководствуясь этой идеей, ученые изучили то, как меняется так называемый допплеровский спектр сигналов при взаимодействиях с льдом и водой в двух разных диапазонах частот, и разработали алгоритм, позволяющий определять тип поверхности.

Работу этого подхода исследователи проверили на данных, которые были получены при помощи спутника TDS-1 при наблюдениях за морем Уэдделла у берегов Антарктиды, а также в российском Охотском море. Эти практические испытания указали на высокую эффективность метода и продемонстрировали его надежную работу даже в сложных метеоусловиях, что говорит о высокой перспективности данной методики наблюдения за состоянием ледового покрова.

Результаты исследований, поддержанных грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (прим. - Пресс-служба РНФ).

Источник: Российский научный фонд

Также читайте новость на сайте РАН