Способ определения прозрачности атмосферы
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (53) (21) 5026465/10 (22) 24.07.91 (46) 15.12.93 Ben. Ne 45-46 (76) Коршунов Владимир Алексеевич (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ
АТМОСФЕРЫ (57) Область использования: лазерное зондирование атмосферы Сущность изобретения: прием сигналов ведут двумя приемниками, ориентированными так чтобы в их поля зрения не попадал световой пучок источника излучения. углы между оптическими осями приемников и источника выбирают разными для двух приемников, а о величине прозрачности судят по разности логарифмов сигналов этих приемников 3 ил, 2004915
Изобретение относится к лазерному зондированию атмосферы и может быть использовано для определения наклонной дальности видимости в аэропортах, а также для контроля активных воздействий на облака и туманы, проводимых с целью изменения видимости.
Известен способ оптического зондирования атмосферы в котором приемник и ис.точник. разнесены на малую базу, их оптические оси расположены под некоторым углом и этот угол непрерывно меняется в процессе приема эхо-сигнала, Однако при использовании этого способа из-за большого диапазона изменения величины эхо-сигнала и влияния эффектов многократного рассеяния максимальная оптическая толщина вдоль трассы зондирования ограничена величиной z 1,5, Из известных способов наиболее близким к изобретению является способ, реализуемый в устройстве для определения оптических характеристик атмосферы, в котором используются два приемника излучения (приемный блок с двумя приемниками излучения), причем ось одного из них направлена таким образом, что в его поле зрения не
- попадает трасса пучка направленного излучения источника, а ось другого ориентирована так, что его поле зрения охватывает пучок излучения источника, при этом чувствительность приемников меняется во времени t по закону К,1, Недостатком этого способа является то, что полностью адаптация чувствительности приемника к величине приходящего сигнала осуществляется лишь в однородной среде при малых оптических толщинах зондирования, поэтому проблема большого динамического диапазона сигнала снимается лишь частично. Кроме того, известный способ не позволяет устранить влияние эффектов многократного рассеяния, так как компонента многократного рассеяния в эхо-сигнале существенно зависит от угла ориентации приемника по отношению к оси источника и различна для двух приемников. Поэтому ограничение по предельной оптической толщине зондирования, указанное выше, остается в силе..
Изобретение заключается в том, что в способе определения прозрачности атмосферы, включающем размещение на расстоянии друг от друга иСточника излучения и приемного блока с двумя приемниками излучения с равными полями зрения, ориентирование оптических осей приемников излучения под неравными углами к оптической оси источника излучения без попадания в поле зрения первого приемника трассы пучка направленного источника из5
55 лучения, посылку импульса малой длительности, непрерывный прием рассеянного излучения, измерение сигналов приемников и обработку результатов измерений приемника излучения располагают на пренебрежимо малом расстоянии друг от друга по сравнению с расстоянием между источником излучения и приемным блоком, при ориентировании оптических осей приемников излучения оптическую ось второго приемника располагают без попадания в поле зрения этого приемника трассы пучка направленного излучения источника, а при обработке результатов измерений учитывают разность логарифмов измеренных значений сигналов приемников излучения.
Достигаемый изобретением технический результат заключается в расширений эксплуатационных возможностей за счет увеличения предельной оптической толщины зондирования.
Определение прозрачности по предлагаемому способу иллюстрируется на чертеже, где показана геометрическая схема лидера.
Источник излечения О (чертеж) расположен на базовом расстоянии от приемника
f1<, Вблизи fl> на расстоянии, существенно меньшем, расположен второй приемник
П2. Оптические оси источника и обоих приемников расположены в одной плоскости, которая пересекается с поверхностью Земли по линии АА . Угол расходимости источника 2 ъ, углы поля зрения приемников равны 2 ð. Углы между оптическими осями приемников и источника различны и равны а> иаг.
Принцип работы предлагаемого способа основан на том, что разность логарифмов сигналов Л(Я) = Ig Р (R) - lg P2 (R) зависит от оптической толщины т (R) участка трассы (О,Rj. При этом оптическая толщина определяется с помощью полученного расчетным путем соотношения:
Т -. а1 + а2 Anax + (аз + а4 hmax) А (1) где hoax — максимальная величина Ь(Я) для данного зондирования. Для оптимального выбора параметров rpnp= 2,5, а1 - 3, Щ 10, L = 4,5 м величина коэффициентов составляет ai = 6,578, az - 2,547, аз = -12,79, а4 = 5,305. Укаэанное соотношение применимо в диапазоне rот 1 до 8.
Работают по предлагаемому способу следующим образом.
Осуществляют посылку в замутненную атмосферу короткого светового импульса источника О. С помощью приемников
П и Пг регистрируют рассеянные в об5 2004915 6 ратном направлении сигнал ы P> (R) и t(R) и прозрачностьexp(-г(В))участкатрасР (R). Находят разность h,(R) - lg P>(R) - сы зондирования (О, R).
1д P2(R) и определяют ее максимальное . (56) Авторское свидетельс ах тельство СССР по R значение ». Для заданного рас- М 676961, кл. G 01 W 1/00, 1979.
R ого зксперимен- 5 Авторское свидетельство СССР
00, 1988. тально Л (R) с помощью (1) определяют Q 1663593, кл. G 01 W 1/ ю
Составитель В. Коршунов
Техред M.Ìîðãåíòàë
Корректор, Л Ливринц
Редактор В. Трубченко
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Заказ 3396
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ, включающий размещение на расстоянии друг от друга источника излучения и приемного блока с двумя приемниками излучения с равными полями зрения, ориентирование оптиче,ских осей приемников излучения под неравными углами к оптической оси источника излучения без попадания в поле зрения первого приемника трассы пучка направленного излучения источника, по.сылку оптического импульса малой длительности, непрерывный прием рассеянного излучения, измерение сигналов приемников излучения и обработку результатов измерений, отличающийся TGM, что приемники излучения располагают на пренебрегаемо малом расстоянии друг от друга пО сравнению с расстоянием между источником излучения и приемным блоком, при ориентировании оптических осей приемников излучения оптическую ось второго приемника располагают так, чтобы в поле зрения этого приемника не попадала трасса пучка направленного излучения ис20 точника, а при обработке результатов из мерений учитывают разность логарифмов измеренных значений сигналов приемни, ков излучения.
