RU816288C - Способ оптического зондировани атмосферы - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ путем посылки импульсов оптического излучени , приема эхо-сигналов, усилени  их пропорционально квадрату текущего времени от момента.посылки зондирующего импульса и накоплени  усиленных сигналов, отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности определени  усредненного по трассе зондировани  показател  ослаблени , прин ' тые эхо-сигналы дополнительно усиливаютКСпропорционально sin "n^t, где С-скоростьсвета: t - текущее врем ,- К - коэффициент, заданный дл  каждого последующего зондирующего импульса в зависимости от ожидаемых значений показател  ослаблени  атмосферы, а из последовательности накопленных сигналов дл  нескольких импульсов выдел ют максимальный, по которому суд т о показателе-ослаблени .

Description

Изобретение относитс  к области атмосферной оптики и может быть использовано дл  дистанционного оперативного определени  лазерно-локационными методами усредненного показател  ослаблени  оптического излучени  (т.е. фактически, прозрачности) в атмосфере.

Известны способы лазерно-локационного (лидарного) определени  показател  ослаблени  (прозрачности) в атмосфере. Так. в атмосферу посылают импульс излучени , принимаемый эхо-сигнал усилива1бт пропорционально квадрату текущего времени и преобразованный сигнал накаплиёают до максимально возможного значени . Однако дл  достижени  приемлемой точности должна быть прозондирована атмосфера с оптической толщей, равной двум-трем единицам. Значит, при этом методе должна зондироватьс  либо только сильно мутна  атмосфера, либо лидар должен быть весьма мощным.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ оптического зондировани , заключающийс  в посылке импульса оптического излучени , приеме эхо-сигнала , усилении его пропорционально квадрату текущего времени от момента посылки зондирующего импульса и накоплени  усиленного сигнала в течение заданного времени, по суммарной величине которого суд т о прозрачности атмосферы.

Однако этот способ имеет недостаточно высокую точность.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  усредненного показател  рассе ни .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что эхо-сигнал дополнительно усиливают проК С порционально sin -п-Л, где С - скорость

света; t - текущее врем . Коэффициент К измен ют дл  каждого последующего зондирующего импульса, а пределы его изменени  завис т от минимального и максимального ожидаемых априорно.значеHV M показател  ослаблени . Каждый такой усиленный сигнал накапливают (интегрируют ) от момента посылки импульса в атмосферу до затухани  эхо-сигнала, и из последовательности накопленных величин выбирают максимальную. Значение коэффициента Кмакс в этом случае линейно св зано со средним показателем ослаблени  атмосферы

Кма

а КС

а

где а - показатель ослаблени .

Дл  првыщени  точности измерений мощность импульсов получени  необходимо контролировать.

На чертеже представлена блок-схема устройства, которое позвол ет реализов.ать за вл емый способ, где 1 - источник импульсного оптического излучени , 2 - блок управлени ; 3 - приемник оптического рассе нного излучени ; 4 - усилитель по квадрату времени; 5 - усилитель по синусоиде; 6

-накопитель (интегрирующий усилитель); 7

- чейки пам ти дл  запоминани  усиленных и накопленных сигналов; 8 - блок определени  максимального значени  накопленных величин и 9 - индикаторное устройство.

Устройство работает следующим образом .

Блок управлени  2 запускает источник импульсного излучени  (лазер) 1, усилитель

4 и усилитель 5, устанавлива  одновременно на последнем начальное значение коэффициента К KI. Начальное значение К Ki, конечное значение К Кп. а также общее количество вспышек лазера, необходимое дл  зондировани , устанавливаютс  на блоке управлени  априорно, исход  из атмосферных условий и требуемой точности измерени .

Рассе нное атмосферой излучение принимаетс  и детектируетс  приемником 3, а затем усиливаетс  усилителем 4 пропорционально квадрату текущего времени, отерты ваемого от момента посылки зондирующего импульса. Этот усилитель компенсирует неинформативную часть лидарного эхо-сигнала, св занную с его осл лением по известному закону за счет изменени  рассто ни . Далее сигнал усилиKi G телем 5 усиливаетс  по закону sin „ t,

интегрируетс  в накопителе 6 и запоминаетс  в первой из  чеек пам ти 7. Во втором цикле блок управлени  2 запускает лазер I, усилители 4 и 5, устанавлива  одновремеино на последнем значение коэффициента К К2. Прин тый эхо-сигнал усиливаетс  по

t/ f

закону ,азатем по закону sin „ t, интегрируетс  в накопителе 6 и запоминаетс  во второй из  чеек пам ти 7. Таким образом, после окончани  п-го цикла работы устройства в  чейках пам ти 7 записаны коэффициенты разложени  прин того сигнала в р д Фурье по синусам. Данный р д коэффициентов обладает абсолютным максимумом . Блок определени  максимальной величины 8 выдел ет  чейку пам ти с максимальным , накопленным сигналом, котора  соответствовала работе усилител  5 по

КС

закону sin t. Индикаторное устройство представл ет значение показателей ослаблени  а в виде а Кмакс/2.