Способ измерения оптических характеристик атмосферы

(71) Институт ионосферы АН КазССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 553362, кл, 0 01 Я 1/00, 1974. и астрономии для измерения оптических характеристик атмосферы с помощью лидара. Сущность изобретения: излучение лазера, направляют в атмосферу под углом (2-8)д, сравнивают значения измеренных величйн по двум направлениям на одинаковом расстоянии от лидара, а при равных значениях измеренных величин находят коэффициент рассеивания атмосферы, при этом неоднородность среды определяют по наличию разности значений, превышающей значения измеренных величин, 2 ил,ОПТИЧЕСКИХ ЕРЫ / сферной оптике в метеорологии Изобретение относится к атмосферной оптике и может найти применение в метеорологии и астрономии для измерения оптических характеристик атмосферы с помощью лидара,Наиболее близким техническим решением является способ измерения коэффициента рассеяния атмосферы, в котором оптический передатчик, запускаемый сигналом с блока управления излучает короткие импульсы. Рассеянное под углом 180 излучение передатчика принимают фотоприемником с логарифмической световой характеристикой, Сигналом с блока управления регулируют усиление фотоприемного тракта в соответствии с квадратом расстояния (й). С выхода фотоприемника сигнал последовательно поступает на первое и второе дифференцирующие устройства, На выходе второго дифференцирующего устройства включен компаратор, в котором осуществляется сравнение сигнала с нулевым уровнем. Когда сигнал на выходе второго дифференцирующего устройства равен нулю, с выхода компаратора отпирающее воздействие подают на управляемый вход линейного коммутатора, последний отпирается, и сигнал с выхода первого дифференцирующего устройства направляют в регистратор, на экране которого высвечивают величину коэффициента рассеяния. В этом способе отсутствуют измерения на опорной дальности и соответствующие вычисления после измерений, это способствует повышению точности, оперативности получения измеряемой величины ф), уменьшению объема работ. Заключительная часть работы аппаратуры иллюстрируется следующими формулами:- =р- 2 Р (2) р, при Д=-со=0 при браза прои равна точно 2) рав Таким о когда вторая ного сигнала водная смножителя (ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФ(57) Использование: в атми может найти применени б 5- = сопяОйв моменты времени, водная логарифма вход- нулю, его первая произ- стью до известного а коэффициенту рассея1789949 50 Формула изобретения Способ измерения оптических характеристик атмосферы, при котором передатчиком. лидара формируют импульсы света, посылают их в атмосферу, принимают рассеянное в обратном направлении излучение. преобразуют его фотоприемником с логарифмической световой характеристикой в электрические сигналы, находят и рерассеивания атмосферы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения информативности путем регистрации неоднородностей среды. сформированные световые импульсы последовательно посылают в двух направлениях, расположенных под углом 28, сравнивают значения измеренных величйн по двум направлениям на одинаковом расстоянии от лидара и при равных значегистрируют величину коэффициента ниях измеренных величин находят козффи 1ния. Однако известный способ содержитгрубые ошибки измеряемой величины в ситуациях когда в атмосфере имеются неоднородности, и не позволяет измерятьхарактеристики неоднородности. 5Цель изобретения - расширение информативности.путем создания условия для регистрации неоднородностей, повышениеточности и достоверности измеряемой величины.. -:10Поставленная цель достигается тем,что, в известном способе измерения оптических характеристик атмосферы, при котором передатчиком лидара формируютимпульсы света, посылают их в атмосферу, 15принимают рассеянное в обратном направлении излучение, преобразуют его фотоприемником с логарифмической световойхарактеристикой в электрические сигналы,находят и регистрируют величину коэффициента рассеивания атмосферы, сформированные световые импульсыпоследовательно посылают в двух направлениях, расположенных под углом 2-8",сравнивают зйачения измеренных величин 25по двум направлениям на одинаковом расстоянии от лидара, и при равных значениях .измеренных величин находят коэффициент рассеяния атмосферы, а неоднородность среды определяют по наличию З 0разности значений, превышающей значение измеренных величин,На фиг. 1 и 2 дана схема осуществленияспособа,Предлагаемый способ реализован сле- З 5дующим образом.Измерения проводят с помощью моностатического импульсного лидара. Излучатель И 3-51, диаметр телескопа 40 см.Передатчик и телескоп устанавгивают в 40верхней части башни Астрофизической обсерватории, Регистрирующую аппаратуруустанавливают в нижней части башни. Приизмерении коэффициента рассеяния на расстоянии до 2 км диапазон углов отклонения 45от горизонта максимальный около 4, с увеличением расстояния этот диапазон уменьшается до 10, Измерения проводят последовательно сначала выше горизонта, затем ниже, начиная с 1 км и далее увеличивая расстояние. Близкие значения величин на регистраторе характеризуют однородную атмосферу и идентифицируют как коэффициент рассеяния атмосферы. Отличие величин на порядок и более характеризуют неоднородность в атмосфере в этом месте. Таким образом, на трассе выделяют однородные и неоднородные участки и измеряют коэффициент рассеяния на однородных. Ис-пользование предлагаемого способа измерения оптических характеристик атмосферы обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества1, Направление излучения лазера в атмосферу под углом 1-4" к горизонту выше его и ниже его, и получение 2 значения измеряемой величины на одном и том же расстоянии от лидара, но при разных направлениях, позволяет эти значения взаимно контролировать повышая достоверность и точность измеряемого параметра, исключая ошибки, связанные с неоднородностями в атмосфере. Кроме этого, разность значений величин превышающих порядок величины позволяет идентифицировать неоднородности в атмосфере. Это существенно расширяет информативность способа и позволяет проводить измерения не только в однородной, но и в неоднородной атмосфере,2, Повышение точности, уменьшение обьема работ, повышение оперативности получения измеряемой величины также связаны с тем, что в предложенном способе не используются никакие предположения, ка-. либровочные измерения, а также последующие вычисления определяемых величин по измеренным данным. В заявляемом способе эту величину получают непосредственно на экране регистратора лидара во время измерений.1789949 Составитель Т, ИваноТехред М.Моргентал Корректор С. Шекм дакто льская каз 348 Тираж Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5. ям при ГКНТ Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,циент рассеивания атмосферы, а неоднородность среды определяют по наличию разности значений, превышающей значения измеренных величин.