RU2018104C1 - Method of determination of profile of attenuation factor in specified section of atmosphere - Google Patents
Method of determination of profile of attenuation factor in specified section of atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018104C1 RU2018104C1 SU5049370A RU2018104C1 RU 2018104 C1 RU2018104 C1 RU 2018104C1 SU 5049370 A SU5049370 A SU 5049370A RU 2018104 C1 RU2018104 C1 RU 2018104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- atmosphere
- duration
- pulses
- section
- profile
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оптической локации и может быть использовано для определения профиля коэффициента ослабления атмосферы. The invention relates to optical location and can be used to determine the profile of the coefficient of attenuation of the atmosphere.
Известны способы определения профиля коэффициента ослабления на заданном участке атмосферы [1 и 2]. Known methods for determining the profile of the attenuation coefficient in a given section of the atmosphere [1 and 2].
По способу [1] зондирование производится путем посылки в атмосферу светового импульса малой длительности, преобразования рассеянного в обратном направлении света в электрические сигналы и накопления этих сигналов в течение определенного времени в зависимости от общей протяженности исследуемого участка при увеличении усиления принятых сигналов пропорционально квадрату текущего времени, отсчитываемого с момента посылки импульса в атмосферу. According to the method [1], sounding is performed by sending a light pulse of short duration to the atmosphere, converting the light scattered in the opposite direction into electrical signals and accumulating these signals for a certain time, depending on the total length of the investigated section with an increase in the gain of the received signals in proportion to the square of the current time, counted from the moment of sending a pulse to the atmosphere.
Способ дает возможность определить профиль коэффициента ослабления с недостаточной точностью, поскольку он предполагает постоянство на трассе зондирования отношения коэффициента обратного рассеяния к коэффициенту ослабления, что не выполняется в условиях реальной атмосферы. Кроме того, недостаточная точность способа связана с тем, что с помощью реальной аппаратуры можно осуществить посылку зондирующих импульсов конечной длительности. The method makes it possible to determine the profile of the attenuation coefficient with insufficient accuracy, since it involves the constancy of the ratio of the backscattering coefficient to the attenuation coefficient on the sensing path, which is not performed in a real atmosphere. In addition, the lack of accuracy of the method is due to the fact that using real equipment it is possible to send probing pulses of finite duration.
По способу [2] профиль коэффициента ослабления на заданном участке атмосферы определяется путем посылки в атмосферу световых импульсов различной длительности и приема излучения, рассеянного в обратном направлении, по измеренным мощностям принятых эхо-сигналов для каждой длительности зондирующего импульса. According to the method [2], the profile of the attenuation coefficient in a given section of the atmosphere is determined by sending light pulses of different duration to the atmosphere and receiving radiation scattered in the opposite direction from the measured powers of the received echo signals for each duration of the probe pulse.
Способ дает возможность определить профиль коэффициента ослабления с недостаточной точностью, поскольку он предполагает равенство коэффициентов обратного рассеяния, осредненных по пространственной протяженности импульсов различной длительности, что не выполняется в условиях реальной атмосферы. The method makes it possible to determine the profile of the attenuation coefficient with insufficient accuracy, since it assumes the equality of the backscattering coefficients averaged over the spatial extent of pulses of different durations, which is not performed in a real atmosphere.
Цель изобретения - повышение точности определения профиля коэффициента ослабления на заданном участке атмосферы. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the profile of the attenuation coefficient in a given section of the atmosphere.
Для этого в способе определения профиля коэффициента ослабления на заданном участке атмосферы, включающем посылку в атмосферу световых импульсов различной длительности и прием для каждой длительности излучения, рассеянного в обратном направлении, посылают зондирующие импульсы из трех или более точек, заключенных между граничными точками заданного участка атмосферы, в направлении вдоль этого участка, измерение мощности эхо-сигналов от одних и тех же объемов атмосферы, дифференцируют измеренные величины мощностей по длительности импульсов, а коэффициент ослабления σ в точке r заданного участка определяют по формуле
σ(r) = ln - ln, где S(riR) =
τ - длительность зондирующего импульса;
ri - точки посылки импульсов;
Р(ri, R) - измеренные мощности от объема атмосферы с координатой R;
А - лидарная постоянная;
f - геометрический фактор;
с - скорость света.To this end, in the method for determining the profile of the attenuation coefficient in a given section of the atmosphere, including sending into the atmosphere light pulses of various durations and receiving for each duration of radiation scattered in the opposite direction, probe pulses are sent from three or more points located between the boundary points of a given section of the atmosphere, in the direction along this section, measuring the power of the echo signals from the same atmospheric volumes, differentiate the measured power values by the impulse duration of ice, and the attenuation coefficient σ at the point r of a given section is determined by the formula
σ (r) = ln - ln where S (r i R) =
τ is the duration of the probe pulse;
r i - point sending pulses;
P (r i , R) - measured power from the volume of the atmosphere with the coordinate R;
A is the lidar constant;
f is the geometric factor;
c is the speed of light.
На чертеже изображена схема, реализующая способ для трех точек посылки зондирующих импульсов, расположенными в этих точках лидарами, что возможно для заданных участков [rl , rll ], для которых справедливо линейное приближение σ (r) = a + br, для приближений более высокого порядка требуется осуществлять посылку зондирующих импульсов из большего числа точек.The drawing shows a diagram that implements a method for three points of sending probe pulses located at these points by lidars, which is possible for given sections [r l , r ll ], for which the linear approximation σ (r) = a + br is valid, for approximations more high order is required to send probing pulses from a larger number of points.
Измеренные мощности связаны с оптическими характеристиками атмосферы оптико-локационным уравнением
P(ri,R,τ) = f(r-ri)β(r)exp-2 (l)dldr,
(1) где β - коэффициент обратного рассеяния;
l - переменная интегрирования.The measured powers are related to the optical characteristics of the atmosphere by the optical-location equation
P (r i , R, τ) = f (rr i ) β (r) exp -2 (l) dl dr
(1) where β is the backscattering coefficient;
l is the integration variable.
Дифференцирование измеренной мощности по длительности импульса (при этом следует учесть, что лидарная постоянная пропорциональна длительности импульса) приводит к более простому соотношению, в котором фигурирует коэффициент β лишь в одной точке R;
= f(R-ri)β(R)exp-2 (r)dr .Differentiation of the measured power with respect to the pulse duration (it should be noted that the lidar constant is proportional to the pulse duration) leads to a simpler ratio in which the coefficient β appears at only one point R;
= f (Rr i ) β (R) exp -2 (r) dr .
(2)
Это обстоятельство позволяет исключить данную неизвестную величину, деля уравнение (2) друг на друга для двух точек посылки зондирующих импульсов. А учет при интегрировании коэффициента σ линейности приближения, рассматриваемого в качестве примера, дает возможность получить для определения неизвестных коэффициентов а, b систему уравнений, записывая их для двух пар точек посылки
(r2-r1)a + r
(3)
(r3-r1)a + r
(4)
Следует отметить, что величина σ зависит от переменной r и не зависит от переменной R, поэтому значение R может быть любым в пределах дальности зондирования (рационально также выбрать его вне ближней зоны лидара, где известна функция f(R - ri) = (R - ri -2).(2)
This circumstance allows us to exclude this unknown quantity by dividing equation (2) on top of each other for two points of sending probe pulses. And taking into account when integrating the coefficient σ the linearity of the approximation, considered as an example, makes it possible to obtain a system of equations for determining the unknown coefficients a, b, writing them for two pairs of sending points
(r 2 -r 1 ) a + r
(3)
(r 3 -r 1 ) a + r
(4)
It should be noted that the value of σ depends on the variable r and does not depend on the variable R, therefore, the value of R can be any within the sensing range (it is also rational to choose it outside the near zone of the lidar, where the function f (R - r i ) = (R - r i -2 ).
Решение системы уравнений (3) и (4) дает возможность получить для определения коэффициента ослабления формулу
σ(r) = ln - ln.The solution of the system of equations (3) and (4) makes it possible to obtain the formula for determining the attenuation coefficient
σ (r) = ln - ln .
(5) (5)
Claims (1)
σ(r) = ln - ln,,
где
S(riR) = ;;
τ - длительность зондирующего импульса;
ri - точки посылки импульсов;
P(ri, R) - измеренные мощности от объема атмосферы с координатой R;
A - лидарная постоянная;
f - геометрический фактор;
c - скорость света.THE METHOD FOR DETERMINING THE PROBLEM OF THE ATTENUATION RATIO AT A SPECIFIED AREA OF THE ATMOSPHERE, which consists in sending light pulses of different duration to the atmosphere, receiving for each duration of radiation scattered in the opposite direction, and measuring the power of the received echo signals when determining the profile of the attenuation coefficient, characterized in that sounding pulses from three or more points located between the boundary points of a given section of the atmosphere, in the direction along this section, the power received echo the cores are measured from the same atmospheric volumes, the measured power values are differentiated by the pulse duration, and the attenuation coefficient σ at the point r of a given atmospheric section is determined by the formula
σ (r) = ln - ln ,,
Where
S (r i R) = ; ;
τ is the duration of the probe pulse;
r i - point sending pulses;
P (r i , R) - measured power from the volume of the atmosphere with the coordinate R;
A is the lidar constant;
f is the geometric factor;
c is the speed of light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5049370 RU2018104C1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Method of determination of profile of attenuation factor in specified section of atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5049370 RU2018104C1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Method of determination of profile of attenuation factor in specified section of atmosphere |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018104C1 true RU2018104C1 (en) | 1994-08-15 |
Family
ID=21607819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5049370 RU2018104C1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Method of determination of profile of attenuation factor in specified section of atmosphere |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018104C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547474C1 (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" | Method for remote sounding of non-homogeneous atmosphere |
RU2560026C1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" | Method for remote determination of transparency of region of inhomogeneous atmosphere |
-
1992
- 1992-06-24 RU SU5049370 patent/RU2018104C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 390401, кл. G 01N 21/59, 1973. * |
2. Степиненко В.Д. и др. Об оптико-локационном определении прозрачности атмосферы. Труды ГТО, вып.281, 1973. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547474C1 (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" | Method for remote sounding of non-homogeneous atmosphere |
RU2560026C1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" | Method for remote determination of transparency of region of inhomogeneous atmosphere |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5914776A (en) | Method for an automated visual range measurement by means of a LIDAR system | |
US3782824A (en) | Apparatus and method for measuring extinction coefficient of an atmospheric scattering medium | |
US4359055A (en) | Automatic digital backfat meter | |
CA1184999A (en) | Method and laser apparatus for measuring visual range, slant visual range and cloud altitude | |
EP0041403A1 (en) | Method and apparatus for ultrasonic wave measurement of characteristics of the internal structure of an object | |
KR970022333A (en) | Pulse system impedance measuring instrument | |
JPS5812548B2 (en) | Gas bubble measurement device in liquid | |
JPH10511181A (en) | Electronic multipurpose substance level sensor | |
EP0181668B1 (en) | Method and apparatus for measuring the apparent frequency shift of ultrasound pulses in tissue | |
US4621645A (en) | Method of estimating tissue attenuation using wideband ultrasonic pulse and apparatus for use therein | |
RU2439626C2 (en) | Method of determining atmospheric characteristics | |
RU2018104C1 (en) | Method of determination of profile of attenuation factor in specified section of atmosphere | |
Mach et al. | Two‐dimensional velocity, optical risetime, and peak current estimates for natural positive lightning return strokes | |
Diebel-Langohr et al. | Water depth resolved determination of hydrographic parameters from airborne lidar measurements | |
GB2033078A (en) | Improvements in or relating to optical time range reflectometers for determining the attenuation of optically conductive filaments | |
Moulsley et al. | A general radar equation for the bistatic acoustic sounder | |
RU2041475C1 (en) | Method of measuring attenuation coefficient at the center of part of nonuniform atmosphere | |
SU1624379A1 (en) | Method for determining the atmosphhhhere attenuation factor pattern | |
RU2023989C1 (en) | Time-pulse level indicator | |
SU966639A1 (en) | Method of determining dispersive media optical characteristics | |
SU731409A1 (en) | Optical device for sounding atmosphere | |
SU390401A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE TRANSPARENCY OF THE ATMOSPHERE | |
SU412581A1 (en) | ||
JPH02711Y2 (en) | ||
SU1538157A1 (en) | Method of measuring meteorological visibility range |