SU1624380A1

SU1624380A1 - Method for remote optical sounding of scattering media

Info

Publication number: SU1624380A1
Application number: SU884449503A
Authority: SU
Inventors: Александр Дмитриевич Егоров
Original assignee: Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1991-01-30

Abstract

Изобретение относитс к оптической локации и решает задачу упрощени зондировани рассеивающей среды Зондирование осуществл ют не менее чем по п ти направлени м «ерез обьем, не совпадающий с исследуемым, измер ют сигналы обратного рассе ни по каждому из неколлинеарных направлений и суд т об оптических характеристиках среды по измеренным сигналам. 1 ил.The invention relates to an optical location and solves the problem of simplifying the probing of a scattering medium. Sensing is carried out in at least five directions. by measured signals. 1 il.

Description

Изобретение относитс к оптической локации и может быть использовано дл ли- дарного определени оптических характеристик рассеивающей среды.The invention relates to optical location and can be used for lidar determination of the optical characteristics of a scattering medium.

Цель изобретени - упрощение способа за счет уменьшени числа точек посылки импульсовThe purpose of the invention is to simplify the method by reducing the number of pulse sending points.

На чертеже изображена схема, реализующа предлагаемый способThe drawing shows a diagram that implements the proposed method

Дл достижени цели по способу дистанционного оптическою зондировани рассеивающей среды путем посылки в среду световых импульсов поочередно по некол- линеарным направлени м,измерени углов зондировани , преобразовани обратно рассе нных световых импульсов в электрические сигналы, усилени прин тых сигналов с учетом фактора текущего времени, отсчитываемого с момента посылки, посылают зондирующие импульсы не менее, чем по п ти направлени м через объем, не сов- п (дающий с исследуемым, при увеличении числа неколлинеарных направлений зондировани измер ют сигналы обратного рас- сг нич по каждому из неколлинеарныхTo achieve the goal of a method of remote optical sensing of a scattering medium by sending light pulses to the medium alternately in non-linear directions, measuring sounding angles, converting backscattered light pulses into electrical signals, amplifying the received signals taking into account the current time factor counted from of the moment of sending, the probe pulses are sent not less than in five directions through the volume that does not coincide (giving to the studied one, with an increase in the number of non-linear probe measured signals SRD cr inverse distribution for each of the non-collinear

направлений и суд т об оптических характеристиках среды по измеренным сигналам и величинам углов при числе направлений, начина с которого отсутствует значимое различие искомых характеристик, найденных дл различного количества направлений .directions and judge the optical characteristics of the medium from measured signals and angles for the number of directions, beginning with which there is no significant difference in the desired characteristics found for a different number of directions.

На схеме, реализующей предлагаемый способ, прин ты следующие обозначени . X, Y - координаты исследуемого обьема 1; Хо, YQ- координаты обьема 2. через который посылают зондирующие импульсы, использу лидарную систему, осуществл ющую посылку зондирующих импульсов вдоль трасс; Н/1 - номер трассы зондировани г прием сигналов обратного рассе ни с учетом фактора текущего времениOn the scheme that implements the proposed method, the following notation is taken. X, Y - coordinates of the studied volume 1; Ho, YQ are the coordinates of volume 2. through which probe pulses are sent using a lidar system that sends probing pulses along paths; N / 1 - the number of the route of sounding and the reception of the backscatter signals, taking into account the factor of the current time

ЁYo

Si П|г(л)ехр I, iiSi P | g (l) exp I, ii

гдег( ),ГГ - показатели обратного рассе ни и ослаблени соответственно. П| - лидарна посто нна . По результатам измерений величины Si и углов зондировани d (углов места) определ ют показатель ослаблени дл случа where (), GG - indicators of backscatter and attenuation, respectively. P | - lidarna constant. From the measurement results of the magnitude of Si and the sounding angles d (elevation angles), the attenuation index is determined for the case

трех трассthree runs

п /1 Д 1(p / 1 D 1 (

П № - (2)P № - (2)

где Д 1 , Д 2 величины, определ емыеwhere D 1, D 2 values determined by

выражени миexpressions

Ai Ai

d In Si, cos a 1 sin a 1 I o ,yod In Si, cos a 1 sin a 1 I o, yo

cos«2 sinazcos "2 sinaz

dlidli

d In 82d In 82

I x0 ,yoI x0, yo

d 12d 12

din 83,din 83,

COS«3 Sin аз. ,. -Ixo.yoCOS "3 Sin az. , -Ixo.yo

d I3d I3

, (3), (3)

Д2 D 2

cos a 1 sin a 1 cos a 2 sin a 2 созаз sinascos a 1 sin a 1 cos a 2 sin a 2 soz sinas

Затем определ ют показатель П дл случа п ти трассThen determine the index P for the case of five tracks

п -:Ий+1; -«° +1 (5n -: Iy + 1; - “° +1 (5

где Дз.Д , ДБ величины, определ емые выражени миwhere Dz.D, DB values defined by the expressions

22

cos2 fit sln2aisln2ai d ,0 yosln a dHcos2 fit sln2aisln2ai d, 0 yosln a dH

COS2 a; Sin2 «2 Sin 2 VoSln02COS2 a; Sin2 "2 Sin 2 VoSln02

dbdb

АзAz

лl

cos2 a3 sin2 аз sin 2 аз yosin аэcos2 a3 sin2 az sin 2 az yosin ae

d bd b

4four

cos2a4 sln2a4Sln2a4 5L1 А4|Ко yoS|n щcos2a4 sln2a4sln2a4 5L1 A4 | Ko yoS | n y

die idie i

cos2 a5 stnjfi5sln2a5 d ln2Ss-l 0 yosln 05 dlicos2 a5 stnjfi5sln2a5 d ln2Ss-l 0 yosln 05 dli

cos2 a i sin2 a i sin 2 a icos ai sin a icos2 a i sin2 a i sin 2 a icos ai sin a i

cos2az sin2 02 sin 2 СГ2cosaz sin 05cos2az sin2 02 sin 2 SG2cosaz sin 05

Д cos2ct3 sln203Sln2a3cocco slncaD cos2ct3 sln203Sln2a3cocco slnca

cos2a« sin2 a «sin 2 a Acos CM sinewcos2a "sin2 a" sin 2 a Acos CM sinew

cos2 a5 sin2 a5 sin 2 05cos 05 sin OBcos2 a5 sin2 a5 sin 2 05cos 05 sin OB

22

sin2 a 1 sin 2 a 1 cosai sin2 a 1 sin 2 a 1 cosai

d hd h

2 sin2 аз sin 2 rri cos yo2 sin2 az sin 2 rri cos yo

dl2dl2

::

sin2 аз sin 2 «i cos HI j-3-lx0 yosin2 az sin2 "i cos HI j-3-lx0 yo

d Isd Is

22

td In Sdtd in sd

sin a 4 sin 2 a« cos asp-lxo yosin a 4 sin 2 a «cos asp-lxo yo

dUdU

22

9„d In 5s,9 „d In 5s,

sin a; sin 2 «5 cos as ycsin a; sin 2 "5 cos as yc

d 15d 15

(8)(eight)

ча cha

))

ыеs

(3)(3)

(4)(four)

дл for

(5(five

е (6)e (6)

C7)C7)

При отсутствии значимого различи между величинами, определ емыми по формулам (2) и (5), по найденному значению суд т о показателе ослаблени среды, т.е.In the absence of a significant difference between the values determined by formulas (2) and (5), by the value found, the attenuation index is judged, i.e.

5 процесс начинаетс с 5 направлений.5, the process starts in 5 directions.

Если имеет место значимое различие между показател ми, определ емыми данными формулами, процесс продолжают, выполн зондирование по направлени м,If there is a significant difference between the indicators defined by these formulas, the process continues, probing in directions,

10 количество которых равно последовательным нечетным числам. Процесс прекращают при числе, начина с которого отсутствует значимое различие показателей Д найденных дн двух последовательных чи15 сел направлений.10 which is equal to consecutive odd numbers. The process is stopped when there is a number, starting with which there is no significant difference in the indices of the found days of two consecutive number of villages of directions.

При этом учитывают, что формулы (2) и (5) и т.д. представл ют собой последовательные частичные суммы кратного р да Тейлора, вл ющиес приближени ми фун20 кцийП (Х1 YI), а величина П (Хо, Y0) и частичные производные функции ГГ в точке Хо , YO первого и более высокого пор дка наход тс путем вычислени производной первого и высших пор дков от функций InSiThis takes into account that formulas (2) and (5), etc. are successive partial sums of the multiple Taylor series, which are approximations of the func- tions P (X1, YI), and the value of P (X0, Y0) and the partial derivatives of the GG function at the X0 the derivative of the first and higher orders of the functions of InSi

25 по направлени м зондировани I, и составлени систем уравнений, число которых в системе равно числу трасс зондировани .25 in the direction of sounding I, and the compilation of systems of equations whose number in the system is equal to the number of sounding paths.

Claims

Image formula

30 Remote optical method

probing the scattering medium, including sending light pulses to the medium alternately in non-collinear directions, measuring the angles of probing, converting the backscattered light pulses into electrical signals, amplifying the received signals taking into account the factor of the current time, measured from the moment of sending,

40 by the fact that, in order to simplify the method by reducing the number of pulse sending points, the probe pulses are sent in at least five directions through a volume that does not coincide with the test one, with

The increase in the number of noncollinear directions of sounding measures the backscattered signals for each of the noncollinear directions and judges the optical characteristics of the medium by measured signals and angles for the number of directions starting from which there is no significant difference of the desired characteristics found for a different number of directions.

55