Способ определения коэффициентаослабления атмосферы

Способ определения коэффициентаослабления атмосферы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(»/840714

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву

{51)М. Кл. (22) Заявлено 18. 01. 78(21) 2571365/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

С 01 И 21/49

О1 W 1/18

Гооударстеенный комитет

СССР оо делам изооретеннй н открытий

Опубликовано 23.06. 81. Бк>ллетень № 23

Дата опубликования описания 23. 06. 81 (53) УДК 535.345:

551. 59 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

M. В. Кабанов и С. M. Сакерин

Институт оптики атмосферы СО АН СССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ОСЛАБЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

О,54 (Ь „— Ь

c6 =

Изобретение относится:к оптике ат мо сферы и может быт ь исп оль зов ано в метеорологии и навигации.

Известны способы определения коэффициента ослабления атмосферы, в ко-r торых излучение источника, находяще5 гося на определенном расстоянии и под определенным углом к приемнику, после прохождения исследуемого слоя регистрируется в определенном на10 правлении (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения коэффициента ослабления атмосферы путем измерения через атмосферу из одной точки в вертикальной плоскости величины яркости подстилающей поверхности и величины яркости бесконечно протяженного слоя атмосферы в направлениина горизонт.В этом способе при" емник сканируют B вертикальной плоскости, измеряют величину яркости атмосферы и величину яркости подстилающей поверхности,как функцию угла

2 визирования, а коэффициент ослабления of. определяют по формуле где h — высота точки наблюдения над уровнем подстилающей поверхности; Р— вертикальный угол визирования .подстилающей поверхности, отсчитываемый от направления на горизонт, Ь и — величины яркости подстилающей поверхности и бесконечно протяженного слоя атмосферы соответственно; (д2 р/дФ)- максимальная скорость измене Отс ния величины яркости при переходе через линию горизонта 2).

Недостаток этого способа состоит в ограниченности диапазона опреде3 84071 ляемых коэффициентов ослабления и высот проведения измерений, а также необходимость сканирования приемника до определенных углов в вертикальной плоскости.

Цель изобретения — расширение диапазона определяемых коэффициентов ослабления и высот измерения, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измеряют И1 величину яркости подстилающей поверхности в направлении ниже горизонта и среднюю величину яркости в угле,oápaзованном направлением на горизонт и направлением ниже горизонта, причемд коэффициент ослабления определяют по зависимости от отношения разностей измеренной величины яркости бесконечно протяженного слоя атмосферы и соответствующих дополнительно измеренных gp величин яркостей.

Сущность изобретения поясняется следующими формулами.

Яр ко ст ь подстилающей лов ерхн ости, наблюдаемая через атмосферу под некоторым углом Р к линии горизонта описывается выражением

- Кж+В-@ЖУЙ 7 (1) ЭО

R — параметр, связывающий радиус

Земли R и коэффициент реО фракции К формулой R = ВО (-К) °

l — дальность до горизонта (.р=Чгъ ).

Собственная яркость подстилающей поверхности равна

В„„=Ь -(Ь -Ь,„) е, (2) где 1Π— расстояние до подстилающей поверхности при угле визирования Фд, Тогда выражение (I) можно записать в виде 45 ищ.и-р и 1, ",;жВрВ- ВЙР+яЮ>

Среднее значение яркости внутри угла P может быть вычислено интеко грированием уравнения (3). Тогда функция от, @,) (ю) (е -в ) -к)

-М -а4 55 о )Ф 8 6 2% а

-е. о (4) 4 4 где Š— интегральные показательные функции, которые определяются по таблице.

Если угол Ф и, соответственно, расстояние Io ограничены условиями

6о 4 " = 09< = Ф, (ь) то указанная функция Г(Ж) от иско-, мого коэффициента ослабления 0 может быть представлена в более простом виде

ВВ, рВВ>-е В>В,)= ° (by и-и е, f ь(Ф)Й(. Р) где В = е — — — — средняя

GP. ф величина яркости в угле, образованном направлением на горизонт и направлением ниже горизонта;

В,р — величина яркости подсти о лающей поверхности в направлении ниже горизонта.

При выполнении условий (5 ) влияние изменения рефракции на величину параметров (расстояния до подстилающей поверхности при угле визирования становится малым.

Предлагаемый способ может быть реализован путем сканирования приемника с малым углом поля зрения (порядка 1 в вертикальной плоскости от направления на горизонт до угла визирования Ф(. Кроме того, предлагаемый способ может быть реализован и без сканирования приемника. В этом случае в фокальную плоскость приемной телескопической системы помещает комбинированную полевую диафрагму, состоящую из трех поочередно открываемах щелей. Площади этих диафрагм должны быть. равны. Тогда при открытой первой диафрагме измеряют величину яркости бесконечно протяженного слоя атмосферы в направлении на горизонт В,, а затем при открытых второй и третьей указанных диафрагмах измеряют величины яркости подстилающей поверхности в направлении ниже горизонта В и среднюю величину яркости в угле, образованном направлением на горизонт и направлением ниже горизонта, т.е. В . Причем размеры второй диафрагм выбирают, исходя из фокусного расстояния прием20

Составитель К. Рогожин

Редактор О. Малец Техред С.Мигунова Корректор Н. Бабинец

Заказ 475 1/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

5 8407 ной телескопической системы и формулы (5). В обоих случаях определение искомого коэффициента ослабления осуществляется согласно формулам (4 ) и (6).

Предлагаемый способ позволяет проводить измерения интегральных коэффициентов ослабления атмосферы в широком диапазоне высот 2 — 100 м) и

-1 широком диапазоне значений от 0.1 км ð до 0.8 км

Формула изобретения

Способ определения коэффициента ослабления атмосферы путем .измерения через атмосферу из одной точки в вертикальной плоскости величины яркости подстилающей поверхности н величины яркости бесконечно протяженного слоя атмосферы в направлении на горизонт, отличающийся тем, что, 14 6 с целью расширения диапазона опре деляемых коэф4мциентов ослабления и высот измерения, дополнительно измеряют величину яркости подстилающей поверхности в направлении ниже горизонта и среднюю величину .яркости в угле, образованном направлением на горизонт и направлением ниже горизонта, причем коэффициент ослабления определяют по зависимости от отношения разностей измеренной величины яркости бесконечно протяженного слоя атмосферы и соответствующих дополнительно измеренных величин яркостей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Гаврилов В. А. Видимость в атмосфере. Л., Гидрометеоиздат,1966, с. 168-312.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 530553, кл. G 01 и 21/00, 1976 (прототип).