Способ определения интегрального группового показателя преломления воздуха

Союз СоветскииоциалистическихРеспублик П КСАНИЗОЬРЕТЕН ИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬСТ 1) 54212(43) Опубликовано ки осударстаенныи комитетСовета Министроа СССРпа делам изобретенийи открытий 535.8. 1088.8) етень1 (5ия 04.04.77 1,77. Бто 5) Дата опубликования опис 72) Авторы изобретения Генике и Ю. С. Галки(71) Заявитель ентральный научно - исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГОГРУППОВОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУ Оненты воздухастатком это 1 О ь определения вся ввиду неоднознач. обеих частот. казателя преломлеторов ослабления дл мого тигр Э пгро - значение груп вого показатся М прелостанд 760 ь ыбранной частоте лрн П пература 0 С, давлен:гления воздуха на тных усчовиях (те рт.ст.); з в линейной мере колебаний,ение каждой из частот;- разность руюших изл модул Изобретение относится к области исследованияфизических свойств веществ с помощью оптических методов, в частности к измерению показателяпреломления воздуха, и может быть использовано вметрологии, геодезии, связи и т.д,Известен способ определения интегральногогруппового показателя преломления воздуха путемизмерения метеопараметров вдоль линии, для которой определяется показатель, и вычисления искомого показателя на основе проведенных измерений1. Ввиду неточности и сложности измерения интегральных значений метеопараметров на линии,требующих либо моделирования термодинамического состояния атмосферы, либо непосредственного зондирования атмосферы с помощью летательных аппаратов, погрешность определения интегрального группового показателя преломления поэтому способу не меньше погрешности измеренияметеопараметров, а сложность измерений определяется сложностью проведения зондирования.Известен также способ определения интегрального группового показателя преломления атмосферы путем передачи, приема и последующей Обработки прошедших в воздухе электромагнитных колебаний двух частот, причем одна из них выбирается в линии поглощения стабильнои ком (например, кислорода) 2. Не способа является ю:,экая точност Известен способ определения интегральногогруппового показателя преломления воздуха путем передачи, приема и последующей Обработки прошедших в воздушной среде модулированных по амплитуде несущих электромагнитных колсбзнпй двух различных частот, причем при приеме электромагнитных колебаний нз: еряют в линейной мс 1 ч разность фаз колебаний"тодулируюших кажт ю гэ 5 частот, а затем определяют кптегральный г упповойпоказатель преломления воздуха по соотпогоев 1 в 1Лог р - разность между групповыми показате. нями преломления воздуха при стандартных усло виях дня каждой из частот;р - расстояние, пройденное несущими колеба. виями в воздушной среде.Вышеуказанное соотношение обусловлено иа. личием дисперсии показателя преломления воздуха 31. Недостатками этого способа определения инте. грального группового показателя преломления воз. духа является пониженная точность определения искомой величины из-за малой дисперсии воздуха Лггр и высоких требований к точности измереония ЛО, а также сложность реализации способа, требующая применения излучения не менее, чем двух частот, расположенных возможно дальше друг от друга по диапазону.Цель изобретения - повышение точности определения интегрального группового показателя преломнения воздуха при одновременном упрощении процесса измерешш. Это достигается благодаря томучто при приеме измеряют величину девиации несущей частоты и определяют искомый показатель преломления воздуха гго формулез 2 Х с (и) д щ"Р гп 5(42 Д,СВсю+ Сьгэ)где Л э - девиация несущей частоты, измеренная при приеме колебаний;а - коэффициент глубины амплитудной модуляции энектромагиигных конебаний при передаче;Ц - частота амшиггудной модуляции;В, С - коэффициенты дисперсионной формулы показателя преломления воздуха при стандартных условиях;с - скоросгь света в вакууме.Способ реализуют следующим образом.С конечного пункта линии, дня которой тре. буется определитель интегральный групповой пока. затель преломления воздуха, передают электромагнигнью колебания одной определенной частоты сс)П 1 эи передаче э ги коне базшн модулируют ио амплитуде часглэй й и с коэффиццетом глубины модуляции п 1 В резуньтаге в воздух будет излучен сигнал видаф " Ф (1 ф щ С 05 Й 1 ) 51 и сгэ(где Фпих - амплитуда электромагнитных коле.баний при отсутствии ьнэдуняции;т - гекущее время.После прбхождения в исследуемом воздухерасстояния р, ко : анна описываются уравнениемф = Р й)сов(ш 1-КЭ)-Ч(1) 3,ГА"щахщсел 1 эт 1 со 5 ЕР(щ) Исов (Й 1-КЭ)Ч(1)=тп 51 тч ЕР(цэ)й Э)соь(й 1-КВ)с 1 йРк,К - волновые числа сооветственно несущих и модулирующих колебаний,Изменения фазы и частоты во времени математически связаны между собой, что дает шя) воз ьСп (,Ю- кЭ)81 И) откудаЬго =ттт Я ватт р(со) Я.91.В практических условиях всегда выполняетсянеравенствоР(ьэ) й р(1 поэтому девиация частоты несущих электромагнитных колебаний имеет величину 15 Ьсо= с 2 0 -т ь дй,2 с Д(э При приеме измеряют эту девиацию и определяют интегральный групповой показатель преломления воздуха по формуле 32 я с (и) ь иэ 4 гРо я :1+т5131)(,а)Многочисленные расчетные данные показали, что точность определения интегрального группового показателя преломления воздуха по данному способу при известных методах измерения девиации составляет 5 - 1010 ", т.е, в 2 - 4 раза точнее, чем по известному способу, Кроме того, применение несущих электромагнитых колебаний одной частоты значительно упрощает модуляцию, передачу, прием и обработку сигналов по сравнению с двухчастотным фазовым способом.Формула изобретения ,р Способ определения интегрального группового показателя преломления воздуха путем передачи, приема и поснедугщей обработки прошедших в воздушной среде, модулированных по амплитуде несущих электромагнитных колебаний, о т л и 4 ь чающий с я тем, что, с цепью повышения точнос- ти определения показателя при одновременном упрощении процесса измерений, при приеме измеряют величину девиации несущей частоты и определяют искомый показатель преломления воздуха ио фор- бО муле4 5 Л з 2 Р С (т) - 4)ЬМгйгр ГП 2 2 ( 2 й С б жЧ Гы 5где т 1 - значение груипового показателя преломления воздуха иа частоте несущих электромагнитных конебгишй при сгаидарных усновияхо (температура О С, давление 7 бО мм рт.сэ.);Л- девиация несущей частои, нзмерешгвя60 при приеме кон:баивй:Редактор Л. Лепилина Корректор Т. Чаброва Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д,4(5Заказ 5957(28 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп, Проектная, 4 пт - коэффициент глубины амшппудной мо. дуляции электромагнитных колебаний при передаче:й - частота амплитудной модуляции;Р - расстояние, пройденное несущими колебаниями в воздушной среде;В, С - коэффициент дисперсионной формулы показателя преломления воздуха при стандартных условиях;с - скорость света в вакууме. Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Прилепил М, Т. Определение показателяпреломления воздуха при измерении расстоянийЬ светодальномерами.-Теодезия и картография",1957, Иф 3, с. 20-30.2, Ожета У.С., ТВе ойюд о 1 а 1 тпоарйемсдтареИоъ 1 ъ ор 11 саб д 151 аъсе тоеьоиетпетзтз,Ъц,И,ЕТ,(г 1 еодей срьЕ1968, Кф 9, стр. 277-"91.10 3. Патент США Ке 3424531,656-4. 1969 г.