Способ оптического зондирования атмосферы

(Г 9) 5 6 01 ИЗОБ И Т ИСАН ИДЕТЕЛ ЬСТВУ СКОМ А посылки зондления усиленйся тем,что,определениядирования потые эхо-сигна осферы Тркови К мского.Шел порцион света; т - теку заданный для дирующего им даемых значе атмосферы,а и ленных сигнал выделяют мак о показателе о ОНДИ- осылки приема иональ- омента ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Институт оптики атмфилиала СО АН СССР(54)(57) СПОСОБ ОПТИЧРОВАНИЯ АТМОСФЕРЬимпульсов оптического иэхо-сигналов, усиления ино квадрату текущего вре во ССС, 1970,СКОГОпутемлученияпропормени от Изобретение относится к области атмосферной оптики и может быть использовано для дистанционного оперативного определения лазерно-локационными методами усредненного показателя ослабления оптического излучения (т.е. фактически, прозрачности) в атмосфере.Известны способы лазерно-локационного (лидарного) определения показателя ослабления (прозрачности) в атмосфере. Так, в атмосферу посылают импульс излучения, принимаемый эхо-сигнал усиливак)т пропорционально квадрату текущего времени и преобразованный сигнал накапливают до максимально возможного значения. Однако для достижения приемлемой точности должна быть прозондирована атмосфеирующего импульса и накопныхсигналов,отл ичающис целью повышения точности усредненного по трассе зонказателя ослабления, принялы дополнительно усиливаютКСльна з 1 п 2 т, где С - скорость щее время; К - коэффициент, каждого последующего зонпульса в зависимости от ожиний показателя ослабления 3 последовательности накопов для нескольких импульсов симальный, по которому судят слабления. ра с оптической толщей, равной двум-трем единицам. Значит, при этом методе должна зондироваться либо только сильно мутная атмосфера, либо лидар должен быть весьма мощным,Наиболее близким к изобретению является способ оптического зондирования, заключающийся в посылке импульса оптического излучения, приеме эхо-сигнала, усилении его пропорционально квадрату текущего времени от момента посылки зондирующего импульса и накопления усиленного сигнала в течение заданного. времени, по суммарной величине которого судят о прозрачности атмосферы,Однако этот способ имеет недостаточно высокую точность.Целью изобретения является повышение точности определения усредненного показателя рассеяния.Поставленная цель достигается тем, что эхо-сигнал дополнительно усиливают проКСпорционально зи . 1, где С - скорость света; т - текущее время. Коэффициент К изменяют для каждого последующего зондирующего импульса, а пределы его изменения зависят от минимального и максимального ожидаемых априорно,значений показателя ослабления. Каждый такой усиленный сигнал накапливают (интегрируют) от момента посылки импульса в атмосферу до затухания эхо-сигнала, и из последовательности накопленных величин выбирают максимальную. Значение коэффициента Кмакс в этом случае линейно связано со средним показателем ослабления атмосферыКмакс 2 где й - показатель ослабления.Для повышения точности измерений мощность импульсов получения необходимо контролировать.На чертеже представлена блок-схема устройства, которое позволяет реализовать заявляемый способ, где 1 - источник импульсного оптического излучения, 2 - блок управления; 3 - приемник оптического рассеянного излучения; 4 - усилитель по квадрату времени; 5 - усилитель по синусоиде; 6 - накопитель (интегрирующий усилитель); 7 - ячейки памяти для запоминания усиленных и накопленных сигналов; 8 - блок определения максимального значения накопленных величин и 9 - индикаторное устройство.Устройство работает следующим образом.Блок управления 2 запускает источник импульсного излучения (лазер) 1, усилитель 4 и усилитель 5, устанавливая одновременно на последнем начальное значение коэффициента К = К 1. Начальное значение К = К 1, конечное значение К = К. а также общее 5 количество вспышек лазера, необходимоедля зондирования, устанавливаются на блоке управления априорно, исходя из атмосферных условий и требуемой точности измерения.10Рассеянное атмосферой излучение принимается и детектируется приемником 3, азатем усиливается усилителем 4 пропорционально квадрату текущего времени, отсчи 15 тываемого от момента посылкизондирующего импульса. Этот усилителькомпенсирует неинформативную часть лидарного эхо-сигнала, связанную с его ослаблением по известному закону эа счет20 изменения расстояния, Далее сигнал усилителем 5 усиливается по закону зпК 1 Синтегрируется в накопителе 6 и запоминается в первой из ячеек памяти 7. Во второмцикле блок управления 2 запускает лазер 3,усилители 4 и 5, устанавливая одновременно на последнем значение коэффициентаК = К 2. Принятый эхо-сигнал усиливается лозаконуй,азатемпо эаконузп 2 т, интег 2 К 2 Срируется в накопителе 6 и запоминается вовторой из ячеек памяти 7. Таким образом,после окончания и-го цикла работы устройства в ячейках памяти 7 записаны коэффициенты разложения принятого сигнала вряд Фурье по синусам. Данный ряд коэффициентов обладает абсолютным максимумом, Блок определения максимальнойвеличины 8 выделяет ячейку памяти с мак 40 симальным,: накопленным сигналом, которая соответствовала работе усилителя 5 поКмакс Сзакону з 1 п 2 1. Индикаторное устрой 45ство представляет значение показателейОСЛабЛЕНИЯ И В ВИДЕ (2 = Кмакс/2,816288 Составитель В.ШаманаевТехред М.Моргентал Заказ 563 Тираж ПодписноеВНИИПИ Госудэрственного комитета по изобретениям и открыти113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 м при роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Редактор О.филиппова Корректор В.Петращ