Способ определения профиля параметров атмосферы

Способ определения профиля параметров атмосферы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ пут«М ПОСЫЛКИ в атмосферу светового импульса, о тличающийся тем, что, с целю обеспечения возможности определения профиля угла рефракции вдоль трасс с любым наклоном к поверхности земли, формируют изображение сечения объема пространства, заполненного световым импульсом, и осуществляют слеженче .за центром тяжести изображения сечения объема пространства с одновременным измерецием координат центра тяжести изображения относительно точки отсчета.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЯЮС 01иl OO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

К ABTOPCHO54V СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3218397/18-10 (22) 16,12.80 (46) 23.07.83, Бюл. Р 27 (72) В.,Ф.Барышников и И.Я.Шапиро (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения Оптика Сибирского отделения AH СССР (53) 651.508.9(088.8) (56) 1. Свешникова И.С. Обзор инстр ментов и способов определения,рефракции.-Известия вузов, .Геодезия и аэро- фотосъемка, 1971 нып. 6, с. 119120.

2. Авторское снидетельство СССР

9. 412581 кл. G 01 W 1/00, 25.01.74 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ

ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ путем посылки в атмосферу светоного импульса, о тл и ч а ю шийся тем, что, с цел ю обеспечения возможности определения профиля угла рефракции вдоль трасс с любым наклоном к поверхности земли, формируют иэображение сечения объема пространства, заполненного световым импульсом, и осуществляют слежение .за центром тяжести иэображения сечения объема пространства с однонременным измерением координат центра тяжести иэображения относительно точки отсчета,,1030755

Изобретение относится к атмосферной оптике и может быть использовано в геофизике„ астрономии при исслеДовании турбулентных характеристик атмосферы.

Известен способ определения атмос- з

Ферной рефракции, заключа»ощийся В том, что B атмосферу посыла. T сне<оной поток на двух длинах Волн и :o углу Ь г Г<»е»<<ду. касатеяьными, 1:ронеде 1 ными в точках приема, лучей к граек - (1! торин световых кривых, судят о Величине рефракции r в соотв етс тн ии:.". <= v-отношением к=Ко, где К вЂ” численныl» коэфф»и<1!Рнт для»тримен» ем!1»<. ц< и

Известный способ 1 рименяется для работы на горизонтальных при земных трассах Н;-.оэ ер»<»е1".но Hp!11»ягодеl< д !я

HG1c JIokl Ièëõ т раcñ, Спо< об I е Г»о э в О!151ет нэ:..ерять проф ил»-., Вла рефрен!. Яи О

ВДО»1Ь тРВ <- С -; Рао»181!О<1;Е! <1! »Х 110!l у 1 11О»; к B

Чаи<-. алев б. инки» к предлагаемому па тех ни I<- с кой <; <1«щное ти и «ос тига

Известный способ также не позволяет.определять профиль угла рефракции вдоль трасс, располох<енных под углом к земной поверхности, Целью изобретения является обеспечение возможности определения профиля угла рефракции вдоль трасс с лю- 40 бым наклоном к поверхности земли °, Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу определения профиля параметров атмосферы путем посылки в атмосферу светового импульса,45 формируют изображение сечения объема пространства, заполненного световь»м импульсом, и осуществляют слех<ение эа центром тяжести иэображения сечения объема пространства с одновремен"5О ным измерением координат центра тяжести изображения относительна точки отсчета.

На фиг.,l приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемцй способ; на фиг. 2 - профиль угла рефракции вдоль трассы зондирования.

Световой импульс излучателя 1 фор" мируется оптической системой 2 и нап.,равляется в атмосферу. Оптическая система приемника З,формирует в плос- 60 кости анализатора 4 изображение сече-. ния объема, образованного световым импульсом при распространении его в атмосфере. Анализатор 4 осуществляет. ,слежение эа перемещением изображения сечения объема, образованного световым импульсом, в поле зрения оптической приемной системы, приемника Э и формирует сигнал, поступающий в блок

5 управления анализатора. В блоке 5 управления формируются сигналы U»<,, пропорциональные координатам центра тя;;-lcти изображения относительно точ1<И ота:<Ета. ЭтИ СИГНаЛЫ ПОСтУПаЮт В

<.»»1<.»1< б Вычисления. Из-за переноса

Ветром неоднородностей воздуха светоВой импульс распространяется по сложной траектории, и углы рефракции раэ,»11»чГ»ы на у-»астках трассы 0 - Lg °

i!J«я

Т,„- Г. цлииой L,<, число которых апре,г

Рcl -1 РЕШЕНИЯ 1!РИ НЗМЕРЕНИИ ПРОФИЛЯ у.! Jû рефракции. !!а Фнг.2 а прямая 0 — L»oáoãíà÷àåò

I»a »равление зондирования, а прямые A

A 1 <,..., A»L» — проекции центра сечения объема, занятого световым имп ль"oM на направление зондирования в точках ?;<, 1 ...,, Lp Величина сигнала, например U»<, на выходе блока управления анализатора пропорциональна значениям этих проекций, а также пропорциональна угловому отклонению »<, центра тяжести иэображения сечения объема пространства от оси зондирования. Угловые отклонения па осям Х и У вычисляют в блоке вычисле ния по формулам

Км О м . К 30.» . Х= — 1З = — > р 1 где у, — угловые отклонения от направления эондироваНИЯ»

U, U> - сигналы на выходе блока управления

à — фокусное расстояние при" емной оптической систе»ы1

К, К вЂ” коэффициенты, определяемые при калибровке.

Таким образом, по измеренным сигП можно вычислить угловые отклонения хцентра тяжести изображения сечения объема от оси зондирования или угол рефракции, праинтегрированный на участках трассы 0 †0-1,, 0-Ь

О-L,. Профиль этага угла вдаль трас.сы Ьи представляет собой конкретную реализацию случайного процесса и приведен на фиг, 2 б.

Чтобы определить изменение углов рефракции «+ -Ь„необха,» дима вычислить через измеренййе углы

gj a fg.r ° ° ;, <»»< углы рефракции в точках

Lg << 1< g g c c c ит Используя проекции

А< L1, A +, АрЬ » (фиг. 2а), лег1030755 ко показать, что угол можно вычи лить по формуле

9>--си"сФ.Д(ю и-(И- )y„„)

Эта вычислительная операция легко может быть осуществлена s блоке вычисления.

Выбор точк и отсчета, от носитель но которой отслеживают и измеряют координаты центра тяжести изображения сечения объема пространства, заполненного световым импульсом, определяется конкретной схемой измерений.

В случае, когда оптические оси передатчика и приемника совмещены, точкой отсчета служи геометрический центр плоскости анализатора, лежащий на оптической оси, и углы Я опреде.ляются по смещению центра тяжести, изображения от этой оси.

«В случае, когда передатчик и приемник разнесены и их оптические оси пересекаются, точкой отсчета служит реперный сигнал,„на который не оказывает влияние, атмосфера. Он может формироваться оптическим способом, при этом световой блик репера должен дви5 гаться в плоскости анализатора вмес- те с иэображением сечения объема, занятого световым импульсом., При этом угловые отклонения определяются по смещению центра тяжести иэображения относительно блика репера..

Предлагаемый способ. позволяет измерять профиль угла рефракции вдоль трасс с любым наклоном к поверхнос,зи земли.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит измерять .в реальном масштабе времени распрост-! ранения одиночного светового импульса профиль угла рефракции вдоль любой наклонной трассы без внесения измерительными средствами каких-либо возмущений в состояние атмосферы.

Составитель B.Àràïîíà

Редактор Н,Лазаренко Техред М.Костик Корр ек тор Jl. Бо км а н

Заказ 5207/47 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óærîðoä, ул.Проектная, 4