Измерение разницы во времени между приходами сверхширокополосных (СШП) импульсов, отраженных от границы воздух/почва, может служить интегральной мерой характеристики химического состава почвы, учитывающей её плотность и влажность.

Полученные теоретические результаты показывают принципиальные возможности зондирования почвы, оценки влажности, глубины промерзания почвы и ЕЁ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА (наличия необходимых микроэлементов) с использованием СШП импульсов. Особую актуальность полученные результаты приобретают в связи с развитием в последнее время технологий и производства портативных векторных рефлектометров, которые могут быть размещены на платформах сверхлегких беспилотных летательных аппаратов. В связи с этим открываются перспективы создания технологии радарного СШП картирования с борта беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) основных характеристик почвенного и снежного покрова, химического анализа почв дополняющие существующие системы, используемые в точном земледелии.

Сложившиеся ограничения спутниковых носителей позволяет преодолеть применение сверхлегких БПЛА взлетной массой порядка 5-10 кг и радиусом действия до нескольких километров, оснащенных микроволновыми радиометрическими или радарными сенсорами высокого пространственного разрешения работающих в диапазонах до 60 ГГц.
Наиболее перспективным направлением развития радиоволновых методов зондирования с борта БПЛА является использование СШП электромагнитных импульсов с применением методик георадарного подповерхностного зондирования и синтезирования апертуры антенны.
Однако процессы распространения СШП импульсов наносекундной и субнаносекундной длительности в почвенном покрове в процессе оттаивания и замерзания недостаточно изучены, что сдерживает в настоящее время развитие технологий СШП радиолокации геофизических параметров снежного покрова и пахотного слоя почв.

Конструкторское бюро Инновационных агро- аэротехнологий ИТЦ «Болат» экспериментально продемонстрировало возможность дистанционного измерения профилей влажности в поверхностном слое минеральной почвы на основе измерения коэффициентов отражения на горизонтальной и вертикальной поляризациях на частотах от 0,63ГГц и до 50ГГц.
Методика измерения коэффициентов отражения была основана на регистрации отраженных узкополосных радиоимпульсов от почвенного покрова с использованием рупорной и логопериодических антенн в схеме бистатического радарного зондирования под углом 35 градусов. Экспериментально установлено, что дистанционно измеренная влажность почвы и её химический состав на частотах эксперимента, в приближении однородного диэлектрического полупространства, с квадратом коэффициента корреляции 0,780-0,897 и среднеквадратическим отклонением 1,3-2,3% (в зависимости от используемой поляризации) согласуется с объемной влажностью поверхности почвы и её химическим составом, измеренной контактным методом в слое 0 - 0,5см. Использование разных частот нуждается в дополнительной проверке в различных условиях шероховатости поверхности почвы и растительного покрова. Предложенная модель профиля влажности и химического состава почвы в виде кусочнолинейной функции позволяет дистанционно рефлектометрическим методом измерять параметры почвы в слое 10см с квадратом коэффициента корреляции 0,758 и среднеквадратическим отклонением 2,4% относительно влажности почвы, измеренной контактным методом.

Использование более широкого набора частот при измерении коэффициента отражения позволит существенно повысить точность измерения профилей почвы, а также увеличить количество одновременно восстанавливаемых параметров задачи. В связи с этим, неоспоримое преимущество использования СШП импульсных сигналов, спектр которых сосредоточен в очень широком диапазоне частот, для дальнейшего развития технологии дистанционного измерения параметров почвы в пахотном слое. Использование СШП электромагнитных импульсов с непрерывным спектром позволит решить многопараметрическую задачу с использованием более сложных моделей профилей влажности и химического состава почвы, уменьшить погрешность при использовании более простой кусочно-линейной модели. Кроме того, в отличие от бистатической схемы зондирования необходимо дополнительно исследовать возможности многочастотного зондирования профилей влажности в надир. Моностатическая схема СШП импульсного зондирования в надир выглядит наиболее целесообразной при размещении приёмопередатчиков на одном носителе. Моностатическая схема СШП импульсного зондирования при боковом обзоре в направлении обратного рассеяния волны также нуждается в дополнительном обосновании и исследовании. В будущем технология СШП импульсного зондирования благодаря доступности миниатюрных электронных устройств может быть реализована для платформ сверхлёгкого беспилотного летательного аппарата с целью картирования химического состава и влажности в пахотном слое почв.