Способ измерения параметров морского волнения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 1474 1 С 13 0 Н ЕЛ ВТОР СКОМ 21 22 46 ф. Кельбалиха О.К. Метеация. - Л;156-163. .В., Ломо- кладов .по когее. Ч. 2-, 7. ор океано- может ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО(56) Захаров В.М., Косткоологическая лазерная локГидрометеоиздат, 1977, с.Быстров В.П., Володинносов А.М. и др. Тезисы дХ 11 Всесоюзной конференциирентной и нелинейной оптикМ.: МГУ, 1985, с 566 и 56 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВЮРСКОГО ВОЛНЕНИЯ57) Изобретение относится крафическим исследованиям и быть использовано для измерения в реальном масштабе времени параметров . морского волнения например с борта самолета. Устройство позволяет повысить информативность измерений. Измеритель содержит приемопередающее устройство 1, дополнительно введены приемное устройство 2 и устройство 3 измерения временной задержки, Формирование зондирующего излучения, направленного вертикально на морскую поверхность, регистрация его в моменты зеркального отражения от поверхности в приемопередающем устройстве 1 и приемном устройстве 2, измерение времени между этими момента- йЮ ми позволяет вычислить текущую локальную кривизну морской поверхности и ее знак и тем самым повысить информативность измерений параметров морского волнения1 ил,Изобретение относится к океанографическим исследованиям и может быть использовано, например, для измерения в реальном масщтабе вре 5 мени параметров морского волнения с борта самолета.Цель изобретения - повышение информативности измерений.На чертеже приведена схема аппа ратурной реализации предлагаемого способа.Схема содержит приемопередающее .устройство 1, приемное устройство 2 и устройство 3 измерения временной 15 задержки.Измеритель, реализующий предлагаемый способ расположен, например, на борту самолета, летящего по известной трассе над морской поверх ностью с горизонтальной скоростью Ч. Приемопередающее устройство 1 (оптические оси приемной и передающей систем совмещены) формирует узкий вертикальный пучок непрерывного из лучения, гармонически промодулиро- . ванного по интенсивности и сфокусированного на морской поверхности. Гармоническая амплитудная модуляция не только повышает помехозащищен ность, но и по измеренной разности фаз принимаемого и излучаемого потоков в моменты регистрации зеркально отражающих площадок позволяет определить высоты волн по расстоянию Н от системы 1 до бликующей точки поверхности. В приемной части устройства 1 регистрируются импульсы бликов, измеряется их интенсивность, расстояние до поверхности, как ука зано фазовым методом, количество импульсов на заданном отрезке трассы полета и моменты времени их регистрации.Среднее количество зарегистриро ванных бликов на единицу длины траектории в зависимости от направления полета позволяет определить наиболее вероятный пространственный период зеркальных точек волн.50При полете на высоте более 10 м амплитуда А принимаемых импульсов бликов несет информацию о модуле усредненной полной кривизны волн 55 Я =1" Р где р - мгновенная главная кривизна поверхности в центре зондирующего пучка в направлении полета, а р, - кривизна во взаимно перпендикулярном направлении. При гауссовом профиле зондирующего пучкаПт 1 о/Ъд о 161 РН эгде , = 0,02 - коэффициент отражения поверхности при нормальном падении пучка;,1 - интенсивность зондирующегоизлучения в центре пучка наморской поверхности;П - диаметр входного зрачка приемной системы;Н - высота полета над точкойзондирования;Ь - прицельное расстояние от траектории движения центра пучка до зеркальной точки;О - радиус зондирующего пучка наповерхности,Таким образом, измерение амплитуды с последующим ее усреднением позволяет извлечь информацию о среднеквадратичной полной кривизне. Кромеэтого, производится регистрация бликов приемной системой 2 и измерениевремени М = ," с , где С имоменты времени приема одинаковыхимпульсов соответственно в первой иво второй по направлению движения точках платформы, Если освещенная область поверхности в момент приемаблика имеет положительную кривизну(вогнутая), то импульс сначала придет в приемопередающую систему 1, азатем - в приемную систему 2 (Д положительное), но если кривизна отрицательная, то наоборот.Расстояние по горизонтали междудвумя соседними точками поверхности,нормали которых составляют между собой угол В./2, .равно ) здп(Ы/2),причем рС равен углу между двумя точками наблюдения на платформе с вершиной в точке зеркального отраженияповерхности, Тогдаопределяетсяиз выражениязп(Ы/2)/Д ЧУгол Ы. определяется жесткой геометрией системы (расстоянием Ь между системами 1 и 2, направлением оси зондирующего пучка) и измеряемой высотой Н. При вертикальном направлении зондирующего пучка, нормальном к отрезку Ь, о = агсцгде Ь - расстояние между точками, вкоторых ведут прием импульсов;Н - расстояние до морской поверхности. Составитель Н. Суровцев Редактор И, Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор Э. ЛончаковаЗаказ 1882/38 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно в издательск комбинат "Патент", г,ужгород, ул . Гагарина, 101 Для исключения возможности регистрации задержки между импульсами, пришедшими в силу случайного совпадения из разных областей поверхности (например, при попадании двух зеркальных точек в освещенное пятно), необходимо предельно уменьшать размер О, а также прописывать форму принимаемых системами 2 и 1 импульсов 1 О и направлять их в коррелятор, распо.ложенный в устройстве 3, которое измеряет задержку только между одинаковыми (т.е. пришедшими из одной зеркальной точки) импульсами. 15 Способ измерения параметров морского волнения, включающий формирова ние на движущейся по известной трассе с горизонтальной скоростью Ч платформе импульсного зондирующего излучения, направленного вертикально на морскую поверхность, фокусирование 25 его на поверхности, прием зеркально отраженных импульсов, измерение их числа, амплитуд с одновременным измерением расстояний до морской поверхности и обработку результатов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения информативности,прием импульсов производят не менее,чем в двух разнесенных вдоль направления движения точках платформы, приприеме зеркально отраженных импульсов одновременно измеряют время Д Смежду появлением в двух точках одинаковых импульсов, а при обработкерезультатов определяют текущую локальную кривизнуморской поверхности из выражения