RU2377612C1 - Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности - Google Patents
Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377612C1 RU2377612C1 RU2008112650/28A RU2008112650A RU2377612C1 RU 2377612 C1 RU2377612 C1 RU 2377612C1 RU 2008112650/28 A RU2008112650/28 A RU 2008112650/28A RU 2008112650 A RU2008112650 A RU 2008112650A RU 2377612 C1 RU2377612 C1 RU 2377612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cloudiness
- measurement
- fragment
- altitude
- determination
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к метеорологии к способам для определения физических параметров атмосферы и позволяет получать информацию о высоте нижней границы облачности путем измерения расстояния до выбранного в качестве объекта измерения фрагмента облачности. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности и точности определения расстояния до выбранного в качестве объекта измерения фрагмента нижней облачности, имеющего заранее неизвестные линейные размеры. Высота нижней границы облачности определяется путем получения двух разномасштабных изображений выбранного в качестве объекта измерения фрагмента нижней облачности посредством двух идентичных оптико-электронных приборов, которые располагают так, чтобы их вертикальные линии визирования совпадали, передние главные плоскости оптических систем были совмещены, при этом оптические системы оптико-электронных приборов имеют различные фокусные расстояния. 1 ил.
Description
Изобретение относится к метеорологии, к способам для определения физических параметров атмосферы, и позволяет получать информацию о высоте нижней границы облачности (НГО) путем измерения расстояния до выбранного в качестве объекта измерения фрагмента облачности.
Известен способ измерения высоты НГО посредством измерителя [1], заключающийся в наблюдении пятна света, образованного на основании облака направленным вертикально вверх лучом прожектора, причем прожектор и фотоприемник разнесены на известное расстояние, а их оптические оси расположены в одной вертикальной плоскости. Недостатками этого способа являются малый ресурс работы источника световых импульсов измерителя, невысокая точность получаемых данных и невозможность проведения измерений в условиях солнечной засветки и несплошной облачности.
Известны также светолокационные способы измерения высоты нижней границы облачности, по которым в измерителях в качестве источника световых импульсов используются твердотельные лазеры [2, 3].
Недостатками этого способа являются ограниченный ресурс работы твердотельного лазера, высокая стоимость изготовления и эксплуатации измерителя.
Кроме этого, недостатками способов по [1, 2, 3] являются большие габариты, значительная потребляемая мощность измерителей и наличие активного излучателя.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является принятый за прототип способ определения расстояния при помощи оптического прибора (ОП) [4]. Способ заключается в определении размера изображения объекта измерения в плоскости изображения ОП до и после перемещения ОП по направлению к объекту измерения (или от него) вдоль линии визирования ОП на фиксированное расстояние, после чего по формуле определяют расстояние до объекта измерения по формуле
где s - расстояние, на которое был перемещен ОП;
Признаки прототипа, которые совпадают с признаками заявляемого технического решения следующие: выбирают в качестве объекта измерения фрагмент нижней границы облачности, получают два разномасштабных изображения выбранного объекта, определяют размеры изображения объекта измерения в плоскости изображения оптического прибора, после чего рассчитывают высоту НГО.
Недостатками данного способа являются необходимость определения расстояния механического перемещения ОП и соблюдение требования перемещения ОП строго вдоль его линии визирования, что существенно снижает точность и затрудняет измерения.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является исключение влияния механического перемещения ОП на точность определения расстояния до объекта измерения.
Технический результат - повышение достоверности и точности определения расстояния до выбранного в качестве объекта измерения фрагмента нижней облачности, имеющего заранее неизвестные линейные размеры.
Указанный технический результат достигается тем, что для определения высоты нижней границы облачности выбирают в качестве объекта измерения фрагмент нижней границы облачности, получают два разномасштабных изображения выбранного объекта, определяют размеры изображения объекта измерения в плоскости изображения оптического прибора, после чего рассчитывают высоту НГО.
В отличие от известного, в предлагаемом способе разномасштабных изображения получают одновременно посредством двух идентичных оптико-электронных приборов (ОЭП), которые расположены так, чтобы их вертикальные линии визирования совпадали, а передние главные плоскости оптических систем были совмещены, причем оптические системы оптико-электронных приборов имеют отличные друг от друга фокусные расстояния 
и 
, высоту определяют по формуле:
где - размер изображения объекта измерения в плоскости изображения первого ОЭП,
Общими признаками прототипа и заявляемого способа является получение двух разномасштабных изображений объекта с неизвестными заранее линейными размерами.
Сравнение заявляемого способа с прототипом позволило установить соответствие их условию "новизна". При сравнении заявляемого способа с другими известными техническими решениями не выявлены сходные признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".
Способ поясняется чертежом.
Размер объекта y и расстояние a от объекта до совмещенных передних главных плоскостей Н оптических систем с фокусными расстояниями и являются величинами постоянными, а изображения объекта и , получаемые посредством данных оптических систем, будут отличаться друг от друга масштабом, причем чем дальше будет находиться объект у (т.е. чем больше значение а), тем меньше будет отличие в масштабе изображений объекта и .
Пример. Два идентичных ОЭП располагают таким образом, чтобы вертикальные линии визирования оптических систем, имеющих отличные друг от друга фокусные расстояния и , совпадали, а передние главные плоскости оптических систем были совмещены. Затем получают два разномасштабных изображения выбранного в качестве объекта измерения фрагмента нижней облачности.
Согласно [5] имеем (чертеж):
где β1 - линейное увеличение ОС первого ОЭП,
β2 - линейное увеличение ОС второго ОЭП,
y - линейный размер объекта измерения.
Кроме того, согласно [5] имеем следующие соотношения:
и
где а - расстояние от передних главных плоскостей оптических систем первого и второго ОЭП до выбранного фрагмента нижней облачности.
Учитывая (2) и (3), выражение (1) можно переписать в виде
откуда получаем, что расстояние от совмещенных передних главных плоскостей ОС оптико-электронных приборов до выбранною фрагмента нижней облачности можно определить по следующей формуле:
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать информацию о высоте НГО как о расстоянии до фрагмента нижней границы облачности, выбранного в качестве объекта измерения. Преимущество изобретения состоит в том, что точность измерения повышается за счет отсутствия в процессе измерения механических перемещений оптико-электронных приборов, в качестве которых можно использовать телевизионные камеры на матричных ПЗС приемниках, причем точность измерения будет тем больше, чем больше размерность используемых в телевизионных камерах матриц.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №598390, МПК G01C 3/06, G01S 9/62, на изобретение "Измеритель высоты нижней границы облаков".
2. Патент РФ №2136016, МПК G01S 17/95, G01W 1/00, на изобретение "Светолокационный измеритель высоты нижней границы облаков".
3. Рекламный каталог фирмы Vaisala, Финляндия, Ceilometr CL31.
4. Патент РФ №2095756, МПК G01C 3/32, на изобретение "Способ определения расстояния до объекта при помощи оптического прибора".
5. Прикладная оптика. Под ред. Заказнова Н.П. - М.: Машиностроение, 1988. - 312 с.
Claims (1)
- Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности, по которому получают два разномасштабных изображения выбранного в качестве объекта измерения фрагмента нижней границы облачности, определяют размеры этих изображений, рассчитывают высоту нижней границы облачности, отличающийся тем, что измерения производят одновременно посредством двух идентичных оптико-электронных приборов, которые располагают так, чтобы их вертикальные линии визирования совпадали, а передние главные плоскости оптических систем были совмещены, при этом оптические системы оптико-электронных приборов имеют отличные друг от друга фокусные расстояния, высоту определяют по формуле
,
где y'1 - размер изображения объекта измерения в плоскости изображения первого оптико-электронного прибора;
y'2 - размер изображения объекта измерения в плоскости изображения второго оптико-электронного прибора;
f'1 - фокусное расстояние оптической системы первого оптико-электронного прибора;
f'2 - фокусное расстояние оптической системы второго оптико-электронного прибора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112650/28A RU2377612C1 (ru) | 2008-04-01 | 2008-04-01 | Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112650/28A RU2377612C1 (ru) | 2008-04-01 | 2008-04-01 | Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008112650A RU2008112650A (ru) | 2009-10-10 |
| RU2377612C1 true RU2377612C1 (ru) | 2009-12-27 |
Family
ID=41260394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112650/28A RU2377612C1 (ru) | 2008-04-01 | 2008-04-01 | Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2377612C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583877C2 (ru) * | 2014-05-19 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ определения высоты облачности |
| RU2583954C2 (ru) * | 2014-05-19 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ определения высоты облачности (варианты) |
| RU2779612C1 (ru) * | 2021-05-25 | 2022-09-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук | Моноскопический способ определения высоты нижней границы облачности |
-
2008
- 2008-04-01 RU RU2008112650/28A patent/RU2377612C1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583877C2 (ru) * | 2014-05-19 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ определения высоты облачности |
| RU2583954C2 (ru) * | 2014-05-19 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ определения высоты облачности (варианты) |
| RU2779612C1 (ru) * | 2021-05-25 | 2022-09-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук | Моноскопический способ определения высоты нижней границы облачности |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008112650A (ru) | 2009-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103149560B (zh) | Ccd成像侧向激光雷达的标定方法 | |
| US8184276B2 (en) | Continuous index of refraction compensation method for measurements in a medium | |
| CN102538693A (zh) | 基于激光和视觉技术的立木直径检测方法 | |
| CN104535300B (zh) | 一种大口径平行光管波前及像面位置标定装置及方法 | |
| CN108132058A (zh) | 摄影测量系统动态位移测量误差校准装置及方法 | |
| US20180188354A1 (en) | Distance meter telescope | |
| CN101865684B (zh) | 一种测量干滩坡度和长度的装置和方法 | |
| RU2340872C1 (ru) | Моностатический способ определения расстояния до объекта, его направления и скорости движения | |
| RU2377612C1 (ru) | Моностатический способ определения высоты нижней границы облачности | |
| CN203479260U (zh) | 一种铁路隧道裂缝宽度测量仪 | |
| KR101195963B1 (ko) | 광학식 적설량 계측방법 및 장치 | |
| CN105444729A (zh) | 一种光学远距离测量的方法 | |
| CN106092069B (zh) | 一种地下工程施工中的导向和位移监测的装置 | |
| CN210720179U (zh) | 复检相机对焦测距装置和玻璃复检设备 | |
| CN101539424B (zh) | 夜间成像云高测量方法 | |
| CN106291903A (zh) | 一种激光测距望远镜 | |
| RU2321029C1 (ru) | Способ определения высоты, направления и скорости движения нижней границы облачности | |
| RU2474788C1 (ru) | Способ измерения углов наклона и высоты волнения водной поверхности относительно ее равновесного состояния | |
| CN109443211A (zh) | 一种空间三维位置测量装置 | |
| CN201497501U (zh) | 数字式大地水准面高差测量仪 | |
| RU2410643C1 (ru) | Способ измерения углов наклона и высоты волнения водной поверхности относительно ее равновесного состояния | |
| Tao et al. | Measurement System for Liquid Level based on Laser Triangulation and Angular Tracking. | |
| CN103543075B (zh) | 高低温环境下抗弯刚度测试方法及装置 | |
| JP2017129383A (ja) | 三次元距離センサー装置 | |
| US20100253802A1 (en) | Enhanced microscan apparatus and methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |