ОБРАБОТКА ОТРАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ.

Обработка сигналов радиолокационной станции с синтезированной апертурой. Для каждого массива отраженных сигналов, полученных в режиме радиолокационной станции с синтезированной апертурой, с помощью Фурье-процессора осуществлялась согласованная фильтрация для 127 значений запаздывания и 31 значения доплеровского смещения частоты, соответствующих примерно 4000 элементов поверхности планеты в диаграмме направленности антенны (см. рис. 10).

За 0,3 с, через которые регистрируются порции отраженных сигналов, космический аппарат смещался по орбите на часть ширины участка поверхности, попадающей в диаграмму направленности антенны (см. рис. 10, где пунктиром отмечено положение следа диаграммы направленности антенны в момент регистрации предыдущего массива данных). Это обеспечивало взаимное перекрытие 6—14 кадров (в зависимости от высоты космического аппарата) и возможность усреднения измерений мощности отраженных сигналов для уменьшения спекл-шума.

Каждый элемент поверхности проходил через несколько кадров, занимая разное положение. При совмещении отдельных кадров и построении полосы изображения нужно добиться, чтобы измерения мощности, соответствующие одному и тому же элементу в разных кадрах, попали в одну точку полосы. Для получения полного совмещения с помощью ЭВМ для каждой точки полосы вычисляются расстояние и радиальная составляющая скорости относительно космического аппарата. Насколько это непростая работа даже для ЭВМ, видно из того, что при принятом шаге разложения 0,8 км полоса изображения длиной около 8000 км содержит 10000 вертикальных строк по 195 точек (ширина полосы 156 км), т. е. около 2000000 точек, а измерения мощности для каждой точки надо брать из 6—14 кадров!

Эта методика учитывает изменения высоты и скорости космического аппарата, движущегося по эллиптической орбите, а также возможные (как правило, в пределах ±0,5°) отклонения электрической оси антенны от требуемого положения в процессе съемки.

Разработанная методика усреднения измерений мощности отраженных сигналов устраняла неравномерность яркости в поле кадра, вызванную неравномерность усиления в диаграмме направленности антенны и неодинаковым углом обзора для элементов, находящихся на разном расстоянии от трассы. При этом яркость тех элементов поверхности, для которых мощность отраженных сигналов равна средней, получается равной единице, и на изображении этим элементам присваивается серый тон. Для других элементов, у которых мощность отраженных сигналов больше или меньше средней, яркость получается больше или меньше единицы. На изображении им присваивается соответственно более светлый или более темный тон.

Обработка сигналов радиовысотомера. Первоначально при обработке отраженных сигналов радиовысотомера применялось разделение только по запаздыванию. Полученное распределение мощности отраженных сигналов сравнивалось с рядом моделей, отличающихся значениями коэффициента шероховатости и дисперсии высот в участке поверхности 2, оказавшемся в пределах диаграммы направленности антенны радиовысотомера (см. рис. 10). При выборе моделей для сравнения учитывалась высота полета космического аппарата и возможное отклонение электрической оси антенны от местной вертикали. Последнее измерялось по смещению средней частоты спектра отраженного сигнала. Модели распределения мощности отраженных сигналов были вычислены заранее, их общее число достигало 3000.

Эта методика давала высоту космического аппарата над средним уровнем поверхности планеты в пятне диаметром 40 - 50 км (в зависимости от высоты). Затем была использована возможность разделения отраженных сигналов также и по доплеровскому смещению частоты, что позволило сузить пятно, относительно которого измеряется высота, по трассе полета до 6 - 14 км (см. рис. 10). Точность измерения высоты определялась по разбросу измерений при полете космического аппарата над ровной местностью и оказалась равной 30 м.

Учитывалось дополнительное запаздывание сигналов в атмосфере Венеры из-за меньшей скорости распространения радиоволн, что как бы удлиняло их путь. Над средним уровнем поверхности Венеры атмосфера увеличивает путь на 260 м. Над возвышенностями дополнительное запаздывание уменьшается, над низменностями - увеличивается.

Далее...