Аннотация результатов, полученных в 2021 году
1. Выполнена оценка граничных условий применимости модели горизонтально однородной атмосферы с плоскослоистой структурой для моделирования радиояркостной температуры в удаленной области - месте базирования СВЧ радиометрической системы. Показано, что уравнение радиационного переноса в однородной среде применимо для случая безоблачной атмосферы и для случая протяженной области с слоистообразными облаками при учете высотной зависимости коэффициента поглощения для малых углов высоты над поверхностью земли выбранного направления формирования. Границы применимости указанного уравнения радиационного переноса были заданы через оценку протяженности эффективно излучающего слоя однородной среды. [Тышкевич Е.М., Федосеева Е.В. Анализ условий СВЧ радиометрического зондирования удаленных зон дождя. // Методы и устройства передачи и обработки информации. – 2021. – № 23. – С.4 – 8. ISSN 2311-598X. http://rts-md.com/index.php/MDjornal]. Выделены характерные случаи горизонтально неоднородной атмосферы: атмосферные фронты и локальные кучево-дождевые облака. Собрана и классифицирована известная информация по пространственно-структурным характеристикам и метеоданным атмосферных фронтов и кучево-дождевых облаков, приняты модели описания высотно-горизонтальной неоднородности атмосферы, задающие структурный состав и форму уравнения радиационного переноса в микроволновом диапазоне. [Федосеева Е. В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г., Ростокина Е. А. Анализ результатов многочастотных СВЧ радиометрических измерений зон дождя. // Распространение радиоволн: труды XXVII Всероссийской открытой научной конференции [Электронный ресурс]: научное электронное издание. - Калининград: Издательство БФУ им. И. Канта, 2021. - 1006 с. ISBN 978-5-9971-0650-8 С. 694 – 698 https://kantiana.ru/upload/medialibrary/7e7/b3nmwttdxk4zn01j9xsc9kt67yw9630o/Sbornik-trudov-konferentsii.pdf]. 2. В результате моделирования радиояркостной температуры получены численные оценки различия вклада удаленной зоны дождя в радиояркостную температуру атмосферы в трех частотных диапазонах (с центральными длинами волн 1,35 см, 3,2 см, 7,5см микроволновой радиометрической системы) для разных расстояний до зоны осадков, а также для случая однородной и неоднородной зоны осадков. Показана сложная параметрическая зависимость прироста вклада удаленной зоны дождя в радиояркостную температуру атмосферы от удаленности, однородности зоны осадков и их интенсивности при условии частотной зависимости коэффициента поглощения. Для решения задачи оценки структуры и величины метеопараметров неоднородной атмосферы по результатам наклонного микроволнового зондирования предложено ввести дополнительный информационный фактор - скорость изменения радиояркостной температуры в соответствующем частотном диапазоне [Тышкевич Е.М., Федосеева Е.В. Анализ условий СВЧ радиометрического зондирования удаленных зон дождя. // Методы и устройства передачи и обработки информации. – 2021. – № 23. – С.4 – 8. ISSN 2311-598X. http://rts-md.com/index.php/MDjornal] 3. Выполнены измерения радиотеплового излучения неоднородной атмосферы при существенно наклонном зондировании (угол места 30 градусов) трехдиапазонной СВЧ радиометрической системой в полевых условиях (координаты зоны базирования системы - широта 55°55’N, долгота 42°05’Е, высота над уровнем моря 119 м) в период времени с апреля по декабрь 2021 года с одновременным сохранением значений метеопараметров приземного слоя атмосферы по данным измерений автоматизированной метеостанции, расположенной в месте базирования СВЧ радиометрической системы. [Федосеева Е. В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г., Ростокина Е. А. Анализ результатов многочастотных СВЧ радиометрических измерений зон дождя. // Распространение радиоволн: труды XXVII Всероссийской открытой научной конференции [Электронный ресурс]: научное электронное издание. - Калининград: Издательство БФУ им. И. Канта, 2021. - 1006 с. ISBN 978-5-9971-0650-8 С. 694 – 698 https://kantiana.ru/upload/medialibrary/7e7/b3nmwttdxk4zn01j9xsc9kt67yw9630o/Sbornik-trudov-konferentsii.pdf]. Определены задачи модернизации СВЧ радиометрического комплекса дистанционного зондирования атмосферы: реализация внешней оперативной калибровки при введении в состав системы внешнего источника калиброванного уровня шумового сигнала, замена определенной радиоэлектронной части схемы радиофотонным аналогом, обеспечивающим адаптивное изменение характеристик системы, в частности ее чувствительности, и включение в состав системы обработки и управления радиометрического комплекса нейронной сети для получения результатов корреляционного и регрессионного анализа и оценки структурного состава и метеорологических параметров горизонтально неоднородной атмосферы при зондировании под малыми углами места. [Fedoseeva E.V., Rostokin I.N., Rostokina E.A., Shchukin G.G. Calibration of a three-band microwave radiometric system by an external noise signal source. // Journal of Physics: Conference Series 1991 (2021) 012027 doi:10.1088/1742-6596/1991/1/012027. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1991/1/012027]. Определены два варианта повышения чувствительности СВЧ радиометрической системы дистанционного зондирования горизонтально неоднородной атмосферы - снижение потерь в устройствах системы и реализация условий повышения уровня сигнала на фоне собственных шумов системы. Определены детали инженерного решения замены фидерных элементов оптическими кабелями с реализацией соответствующего многоканального вращающегося сочленения для обеспечения сканирования в азимутальной плоскости при наличии удаленной неоднородной зоны атмосферы по произвольному азимутальному направлению. [Жуков В. Ю., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г. Совершенствование всепогодного профилометра. // Актуальные проблемы радиофизики: IX Международная научно-практическая конференция, г. Томск, 20-22 октября 2021 г. Сборник трудов. – Томск: Издательский дом ТГУ, 2021. – 306 с. С.273-275 http://apr.tsu.ru/wp-content/uploads/2016/12/Сборник-АПР-2021.pdf]. 4. Определен состав и условия формирования базы данных результатов измерений микроволнового излучения неоднородной атмосферы с удаленной зоной дождя и базы значений метеопараметров приземного слоя атмосферы. [Ростокин И.Н., Каряев В.В., Федосеева Е.В., Щукин Г.Г., Ростокина Е.А. Разработка принципов функционирования системы сбора и обработки экспериментальных данных многочастотной микроволновой радиометрической системы с активным поляризационным каналом. // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского, выпуск 680. – С-Пб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2021, С. 291 – 294. ISSN 2218-5429. http://trudvka.ru/архив/] 5. Сформулированы основные принципы формирования базы данных для работы нейронной сети. Определена процедура обучения нейронной сети под контролем информационной системы по данным суточных многочастотных СВЧ радиометрических измерений радиотеплового излучения атмосферы с предварительной оценкой наличия корреляции между величиной выходных сигналов радиометра и медианными численными данными значений метеопараметров приземного слоя атмосферы, получаемых с мобильной метеостанции. Получены результаты численного эксперимента с нейронной сетью с оценкой процедуры прогнозирования выходных параметров системы для текущего момента и с упреждением на два часа. [Rostokin I.N., Karyaev V.V., Fedoseeva E.V., Shchukin G.G., Rostokina E.A. Short-term forecasting of atmospheric meteorological parameters based on the results of the neural network of a three-band microwave radiometric system. // Journal of Physics: Conference Series 1991 (2021) 012016 doi:10.1088/1742-6596/1991/1/012016 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1991/1/012016]. Определен общий алгоритм решения задачи оценки метеопараметров горизонтально неоднородной атмосферы с помощью нейронной сети. Сформулированы задачи построения нейронной сети и способы их решения. [Каряев В.В., Ростокин И.Н., Ростокина Е.А., Федосеева Е.В., Щукин Г.Г. Краткосрочное прогнозирование метеопараметров атмосферы по результатам работы нейронной сети трехдиапазонной СВЧ радиометрической системы. // Всероссийские открытые Армандовские чтения [Электронный ресурс]: Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн / Материалы Всероссийской открытой научной конференции. – Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2021. – 465 с. ISSN 2304-0297 (CD-ROM) С. 236-242 http://old.mivlgu.ru/conf/armand2021/sbornik-2021/pdf/S2_11.pdf].

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
1. Проведены исследования взаимосвязи многочастотных СВЧ радиометрических измерений радиотеплового излучения атмосферы при существенном наклонном зондировании и метеопараметров приземного слоя атмосферы пространственной области, прилежащей к району базирования системы. Получены результаты корреляционной обработки результатов СВЧ радиометрических измерений и величин температуры, влажности и интенсивности осадков, которые показали перспективность развития данного направления дистанционного исследования атмосферы с точки зрения оперативного выявления условия формирования опасных атмосферных явлений. [E. V. Fedoseeva, I. N. Rostokin, G. G. Shchukin and I. Yu. Kholodov Correlation analysis of the results of remote sensing of the atmosphere by a three-band microwave radiometric system/ Journal of Physics: Conference Series, 2022, vol. 2388, p. 012084. DOI 10.1088/1742-6596/2388/1/012084, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2388/1/012084; Федосеева Е.В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г. Многочастотные СВЧ радиометрические исследования неоднородной атмосферы / Метеорология и гидрология, 2022, №12 - 78-87 с. DOI:10.52002/0130-2906-2022-12-78-87 http://mig-journal.ru/]. 2. Предложен способ оценки пространственно-временных характеристик изменения состояния атмосферы в области, прилежащей к направлению зондирования, что позволило сформировать комплексный подход к структурированию базы данных для построения моделей радиояркостной температуры с учетом выделения границ локальных неоднородностей атмосферы [E. V. Fedoseeva, I. N. Rostokin, G. G. Shchukin and I. Yu. Kholodov Correlation analysis of the results of remote sensing of the atmosphere by a three-band microwave radiometric system/ Journal of Physics: Conference Series, 2022, vol. 2388 - vol. 2388, p. 012084. DOI 10.1088/1742-6596/2388/1/012084, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2388/1/012084; Федосеева Е.В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г., Холодов И.Ю. Корреляционный анализ результатов дистанционного зондирования атмосферы трехдиапазонной СВЧ радиометрической системой. «Всероссийская открытая научная конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн», Муромский институт Владимирского государственного университета, г. Муром, 28.06-30.06.2022 г. http://old.mivlgu.ru/conf/armand2022/sbornik/selectPage.html]. 3. Проанализированы условия повышения чувствительности многочастотных СВЧ радиометрических систем зондирования атмосферы при цифровом методе изменения времени накопления выходного сигнала. Показано, что увеличение времени накопления выходного сигнала СВЧ радиометрических систем требует адаптивного учета скорости изменения состояния атмосферы для разных частотных каналов [Fedoseeva, E. V., Rostokin, I. N., Shchukin, G. G., Kholodov, I. Yu. Analysis of the Effect of the Sensitivity Value on the Results of Studies of Rapid Atmospheric Processes in Multifrequency Microwave Radiometric Sounding of the Atmosphere/ Proceedings in Earth and Environmental Sciences ISSN 2524-3438 (electronic) Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-19012-4_12; https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-031-19012-4/cover]. 4. Выполнена оптимизация модового разделителя трехдиапазонной СВЧ радиометрической системы, обеспечивающей прием радиотеплового излучения атмосферы на общую апертуру зеркальной антенны с последовательным выделением сигналов трех частотных диапазонов и дополнительным формированием сигналов компенсации влияния фоновых шумов на результаты измерений. В результате оптимизации конструкции модового разделителя достигается снижение потерь сигнала на 5дБ, что позволит повысить чувствительность СВЧ радиометрической системы [Ростокина Е.А., Федосеева Е.В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г., Матюков М.А., Романов А.С. Электромагнитное моделирование многочастотного двухмодового облучателя СВЧ радиометрической системы. «VIII Всероссийская микроволновая конференция». Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, г. Москва, 24 - 25 ноября 2022 г. http://microwaveweek.ru/rmc/; Ростокин И.Н., Федосеева Е.В., Ростокина Е.А., Матюков М.А., Щукин Г.Г. Оптимизация конструкции модового разделителя СВЧ радиометрической системы на основе его электродинамического моделирования. «XI Всероссийская научная конференция «Системный синтез и прикладная синергетика» САО РАН, пос. Нижний Архыз, 27.09.2022 – 01.10.2022. https://webictis.sfedu.ru/ssas/]. 5. Проанализированы возможности включения радиофотонных устройств для повышения чувствительности СВЧ радиометрической системы. Проведены экспериментальные исследования выигрыша в потерях при замене радиочастотного тракта передачи сигнала на промежуточной частоте оптическим каналом, который показал при заданной длине тракта выигрыш до 10 дБ [Ростокин И. Н., Федосеева Е. В., Ростокина Е. А., Романов А. С. Радиофотонные тракты передачи сигналов промежуточной частоты микроволновых радиометрических систем. «XXIV Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологии телекоммуникации», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», г. Уфа, 23 - 25 ноября 2022 г.; Федосеева Е.В., Ростокина Е.А., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г Холодов И.Ю., Романов А.С. Сравнительная оценка потерь радиошумового сигнала при прохождении радиочастотной и радиофотонной линии передачи СВЧ сигнала. «VIII Всероссийская микроволновая конференция». Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, г. Москва, 24 - 25 ноября 2022 http://microwaveweek.ru/rmc/, Rostokin I.N., Fedoseeva E.V., Shchukin G.G., Rostokina E.A. Application of radiophotonics methods and devices in multifrequency microwave remote sensing radiometric systems. Journal of Physics: Conference Series vol. 2388 (2022) p. 012087 DOI 10.1088/1742-6596/2388/1/012087, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2388/1/012087]. 6. Выполнены суточные измерения радиотеплового излучения неоднородной атмосферы в полевых условиях с антенной 1 м и в стационарных условиях с антенной 2,4 м трехдиапазонной СВЧ радиометрической системой. Результаты измерений скомпонованы в файлы, и синхронизированы по времени с данными по метеопараметрам приземного слоя атмосферы в области, прилежащей к направлению зондирования. Предложен вариант оценки их взаимосвязи при разном временном интервале их получения с введением средней оценки выходных сигналов системы. [Федосеева Е.В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г. Многочастотные СВЧ радиометрические исследования неоднородной атмосферы / Метеорология и гидрология, 2022, №12 - 78-87 с. DOI:10.52002/0130-2906-2022-12-78-87) http://mig-journal.ru/]. 7. Рассмотрены требования к алгоритму работы нейронной сети в составе СВЧ радиометрической системы при выполнении угловых измерений радиотеплового излучения атмосферы под разными зенитными углами и введения корреляционной обработки сигналов для предварительной оценки наличия неоднородностей в атмосфере в области зондирования и выбора модели непрерывной или кусочно-линейной аппроксимации изменения параметров атмосферы вдоль линии визирования [Романов А.С. Использование нейронных сетей при обработке результатов дистанционного зондирования https://www.mivlgu.ru/conf/molodezh2022/pdf/sec13_full.pdf; E.V. Fedoseeva, I.N. Rostokin, G.G. Shchukin and I.Yu. Kholodov Correlation analysis of the results of remote sensing of the atmosphere by a three-band microwave radiometric system/ Journal of Physics: Conference Series, 2022, vol. 2388 p. 012084. DOI 10.1088/1742-6596/2388/1/012084, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2388/1/012084].

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
1. Продолжены исследования взаимосвязи многочастотных СВЧ радиометрических измерений радиотеплового излучения атмосферы при существенном наклонном зондировании и метеопараметров пограничного слоя атмосферы пространственной области, прилежащей к району базирования системы при наличии в зондируемой области зон интенсивных осадков. Получены результаты корреляционной обработки результатов СВЧ радиометрических измерений и величин температуры, влажности атмосферы и интенсивности осадков, выявлены определенные тенденции влияния изменения структуры неоднородной атмосферы на результаты корреляционного анализа [1. Shchukin G.G., Fedoseeva E.V., Bulkin V.V., Rostokin I.N. Microwave Radiometric System in Problems of Forecasting Hazardous Atmospheric Phenomena. // Journal of Communications Technology and Electronics, 2023, 68(6), С. 692–701; 2. Shchukin, G.G., Fedoseeva, E.V., Bulkin, V.V., Rostokin I.N. Radiometeorological research at the Murom Institute. // E3S Web of Conferences 420, 07001 (2023) ISSN 22671242. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202342007001; 3. И.Н. Ростокин, Е.В. Федосеева, Г.Г. Щукин, Е.А. Ростокина, И.Ю. Холодов. Оценка параметрической зависимости результатов многочастотной СВЧ радиометрии от метеопараметров приземного слоя атмосферы. // Распространение радиоволн: сборник докладов XXVIII Всероссийской открытой научной конференции (Йошкар-Ола, 16–19 мая 2023 года) / редколлегия: Д.С. Лукин, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова и др. – Электронные данные. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2023. – 648 с. С. 442-445. URL:https://science.volgatech.net/upload/documents/science/RRW2023.pdf ISBN 978-5-8158-2337-2]. 2. К результатам измерений при их первичной обработке применен метод цифрового повышения чувствительности при реализации алгоритма скользящего окна разной длительности для временного ряда значений выходных сигналов многодиапазонной СВЧ радиометрической системы. Полученные результаты с реализацией данного метода обработки сигналов применены в качестве исходных данных в корреляционном анализе их взаимосвязи с метеопараметрами [1. Shchukin, G.G., Fedoseeva, E.V., Bulkin, V.V., Rostokin I.N. Radiometeorological research at the Murom Institute. // E3S Web of Conferences 420, 07001 (2023) ISSN 22671242. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202342007001; 2. Ростокина Е.А., Ростокин И.Н., Федосеева Е.В. Щукин Г.Г. К вопросу выбора времени накопления выходного сигнала СВЧ радиометрической системы. «XXXIII Всероссийский симпозиум «Радиолокационное исследование природных сред», Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского г. Санкт-Петербург, 19 - 20 апреля 2023 г.]. 3. Получены результаты теоретической и экспериментальной оценки эффективности введения радиофотонного тракта в состав многодиапазонной СВЧ радиометрической системы, подтверждающие возможность снижения потерь сигнала до 10дБ в результате замены радиолинии связи приемного комплекса радиофотонным трактом [1. Ростокин И.Н., Федосеева Е.В., Ростокина Е.А., Холодов И.Ю., Матюков М.А., Кокуров Н.В. Радиофотонный тракт сигналов промежуточной частоты многочастотной микроволновой радиометрической системы дистанционного зондирования атмосферы. // Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2023. Т.2. №3. С.1-11. ISSN 2782-5507; 2. Ростокин И.Н., Федосеева Е.В., Щукин Г.Г., Ростокина Е.А., Матюков М.А. Перспективы пользования оптического измерительного канала в составе комплексной системы дистанционного зондирования атмосферы. // VI Научный форум «Телекоммуникации: теория и технологии» ТТТ-2023. XXI Международная научно-техническая конференция «Оптические технологии в телекоммуникациях» ОТТ-2023. Казань, 22 – 24 ноября 2023 г. – Том 2. – Казань: Изд-во КНИТУ-КАИ, 2023. – 296 с. С.164-165. ISBN 978-5-7579-2689-6(Т.2) ISBN 978-5-7579-2690-24]. 4. Выполнены суточные измерения радиотеплового излучения неоднородной атмосферы в полевых условиях с антенной 1 м и в стационарных условиях с антенной 2,4 м трехдиапазонной СВЧ радиометрической системой. Проведено в 2023 году - 160 суточных сеансов измерений микроволновым радиометрических комплексом. Результаты измерений скомпонованы в файлы, и синхронизированы по времени с данными по метеопараметрам приземного слоя атмосферы в области, прилежащей к направлению зондирования. Выполнена оценка их взаимосвязи, определены тенденции влияния изменения состояния пространственно-неоднородной атмосферы на результаты зондирования в разных частотных диапазонах [Shchukin, G.G., Fedoseeva, E.V., Bulkin, V.V., Rostokin I.N. Radiometeorological research at the Murom Institute. // E3S Web of Conferences 420, 07001 (2023) ISSN 22671242. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202342007001]. 5. Выполнено обучение нейронной сети в составе СВЧ радиометрической системы при выполнении угловых измерений радиотеплового излучения атмосферы на разных по объему массивах данных результатов измерений и величин метеопараметров пограничного слоя атмосферы, выполнено прогнозирование на основе тестового массива результатов измерений, проведен анализ полученных результатов и намечены пути повышения точности прогнозирования нейронной сети [1. Федосеева Е.В., Ростокин И.Н., Щукин Г.Г., Ростокина Е.А., Холодов И.Ю., Матюков М.А. Нейронная сеть в задачах краткосрочного прогнозирования по результатам микроволнового радиометрического зондирования атмосферы. // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2023, №3 С.20-28. ISSN 2221-2574 DOI 10.24412/2221-2574-2023-3-20-28; 2. Е.В. Федосеева, И.Н. Ростокин, Г.Г. Щукин, Е.А. Ростокина, М.А. Матюков. Результаты работы нейронной сети при прогнозировании метеопараметров приземной области атмосферы по данным измерений СВЧ радиометрической системы. // Распространение радиоволн: сборник докладов XXVIII Всероссийской открытой научной конференции (Йошкар-Ола, 16–19 мая 2023 года) / редколлегия: Д.С. Лукин, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова и др. – Электронные данные. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2023. – 648 с. С. 463- 466. URL:https://science.volgatech.net/upload/documents/science/RRW2023.pdf ISBN 978-5-8158-2337-2. 3. Е.В. Федосеева, И.Н. Ростокин, М.А. Матюков, И.Ю. Холодов. Результаты работы нейронной сети в трехдиапазонной СВЧ радиометрической системе дистанционного зондирования атмосферы. // Всероссийские открытые Армандовские чтения: Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн / Материалы Всероссийской открытой научной конференции. – Муром: МИ ВлГУ, 2023. – 469 с. С. 235-239. ISSN 2304-0297].