Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности



Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности
Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности
Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности
Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности
Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности
Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности

 


Владельцы патента RU 2501037:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) (RU)

Использование: изобретение относится к методам определения параметров волнения водной поверхности и может быть использовано в метеорологии и океанологии для мониторинга состояния приповерхностного слоя Мирового океана. Сущность: радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности с помощью радиоальтиметра, заключается в том, что излучают зондирующие импульсы вертикально вниз по направлению к водной поверхности (в надир), принимают отраженные от водной поверхности зондирующие импульсы, регистрируют их форму и определяют по наклону переднего фронта отраженного импульса высоту крупномасштабного волнения водной поверхности. Для измерений используют размещенный на самолете компактный спутниковый радиоальтиметр с ножевой диаграммой направленности антенны, ориентированной вдоль направления полета, и по наклону заднего фронта отраженного импульса с учетом высоты полета и ширины диаграммы направленности антенны определяют дисперсию наклонов крупномасштабного волнения вдоль направления полета, а также определяют среднюю длину поверхностной волны вдоль направления полета, используя измеренные дисперсию наклонов и высоту крупномасштабного волнения водной поверхности. Технический результат: повышение оперативности определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности с самолета. 5 ил.

 

Изобретение относится к методам определения параметров волнения водной поверхности и может быть использовано в метеорологии и океанологии для мониторинга состояния приповерхностного слоя Мирового океана с высоким пространственным разрешением за счет вовлечения в систему мониторинга гражданской авиации, а также для обеспечения безопасности посадки гидросамолета на водную поверхность.

Специализированные самолеты активно используются для проведения дистанционного измерения параметров водной поверхности, и известно несколько способов измерения дисперсии наклонов и высоты крупномасштабного волнения (имеется в виду волнение крупномасштабное по сравнению с длиной волны зондирующего излучения радиоальтиметра - в рамках известной двухмасштабной модели рассеивающей поверхности). Однако по настоящее время не существует способа, который позволял бы одновременно и оперативно определять параметры крупномасштабного волнения водной поверхности, такие как высота и дисперсия наклонов волнения, средняя длина волнения, и делать это с помощью достаточно компактной аппаратуры, которую можно было бы разместить на борту любого неспециализированного самолета.

Известны способы измерения высоты волнения, в которых используют КВ-диапазон (Зубкович С.Г., Способ измерения высоты морских волн с летательного аппарата, Авт. Свид. СССР №169808. - Бюллетень изобретений, 1965, №7; Гарнакерьян А.А., Сосунов А.С. Связь фазовых флюктуаций радиосигналов, отраженных от морской поверхности, с высотой морских волн, Труды Всесоюзного семинара по неконтактным методам измерения океанографических параметров, 1975; Гарнакерьян А.А., Сосунов А.С. Обратное рассеяние радиоволн коротковолнового диапазона от морской поверхности, Радиотехника и электроника, 1976, №11; Гарнакерьян А.А., Сосунов А.С. Измерение параметров морского волнения радиотехническим методом с летательного аппарата, Метеорология и гидрология, 1973, №12). Обработка данных подтвердила работоспособность предложенных методов, однако использование KB-диапазона приводит к большому размеру антенной системы, а значит, требует использования специализированного исследовательского самолета для размещения необходимого оборудования.

Несколько методов восстановления дисперсии наклонов волнения приведены в известных работах (Гарнакерьян А.А., А.С.Сосунов. Радиолокация морской поверхности, Издательство ростовского университета, 1978, 144 с.; Hauser D., G.Caudal, S.Guimbard, A.Mouche, A study of the slope propability density function of the ocean waves from radar observations. Journal of Geophysical Research, 2008, v.113, C02006). Измерения проводят в СВЧ-диапазоне, что делает антенную систему значительно компактнее. Используют зависимость сечения обратного рассеяния от угла падения. Алгоритмы подтвердили свою работоспособность в ходе летных экспериментов и позволили измерить дисперсию наклонов крупномасштабного волнения. Однако высота волнения при этом не восстанавливалась.

Известен также способ измерений, когда за счет применения сканирующего радиоальтиметра (сектор сканирования ±22°) с узкой диаграммой направленности антенны (ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 по мощности - 1°) удалось измерить зависимость сечения обратного рассеяния от угла полета, для небольшой высоты полета (~250 м) удалось разрешать участки крупных волн в элементе разрешения радиоальтиметра и, таким образом, измерить спектр высот. Проинтегрировав спектр, можно определить высоту крупномасштабного волнения (Walsh E., Banner M., J.Chumside, J.Shaw, D.Vandemark, C.Wright, J.Jensen, S.Lee, 2005, Visual demonstration of three-scale sea surface roughness under light wind conditions, IEEE Transactions Geoscience on Remote Sensing, 43, 1751-1762; Walsh, E.J., D.C.Vandemark, C.A.Friehe, S.P.Burns, D.Khelif, R.N.Swift, and J.F.Scott (1998), Measuring sea surface mean square slope with a 36-GHz scanning radar altimeter, J.Geophys. Res., 103 (C6), 12,587-12,601, doi: 10.1029/97JC02443). Были измерены высота крупномасштабного волнения и дисперсия наклонов, однако описанный способ работал только на малых высотах, при увеличении высоты полета информация о высоте волнения терялась, т.к. использовалась узкая диаграмма направленности антенны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, по которому осуществляют свою работу спутниковые радиоальтиметры, функционирующие в импульсном режиме, предназначенные для измерения уровня Мирового океана и обеспечивающие сопутствующее измерение высоты крупномасштабного волнения: излучают короткий импульс вертикально вниз по направлению к водной поверхности, принимают отраженный от водной поверхности импульс, регистрируют его форму и определяют по наклону переднего фронта отраженного импульса высоту волнения водной поверхности. Обычный радиоальтиметр имеет узкую диаграмму направленности антенны.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка радиолокационного способа оперативного определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности, таких как высота волнения, дисперсия наклонов волнения и средняя длина поверхностной волны, с помощью достаточно информативного, но компактного оборудования, которое можно установить на борту самолета.

Технический результат в разработанном способе достигается тем, что, как и в способе прототипе, излучают зондирующие импульсы вертикально вниз по направлению к водной поверхности (в надир), принимают отраженные от водной поверхности зондирующие импульсы, регистрируют их форму и определяют по наклону переднего фронта отраженного импульса высоту крупномасштабного волнения водной поверхности.

Новым в разработанном способе является то, что для измерений используют размещенный на самолете компактный спутниковый радиоальтиметр с ножевой диаграммой направленности антенны, ориентированной вдоль направления полета, и по наклону заднего фронта отраженного импульса с учетом высоты полета и ширины диаграммы направленности антенны определяют дисперсию наклонов крупномасштабного волнения вдоль направления полета, а также определяют среднюю длину поверхностной волны вдоль направления полета, используя измеренные дисперсию наклонов и высоту крупномасштабного волнения водной поверхности.

Способ поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 представлена классическая схема измерения с помощью спутникового радиоальтиметра.

На фиг.2 показан процесс формирования отраженного импульса.

На фиг 3 проиллюстрирован пример трансформации формы отраженного импульса в зависимости от высоты крупномасштабного волнения: приведена зависимость формы отраженного импульса от времени для четырех значений высоты крупномасштабного волнения: 1 м, 2 м, 4 м и 8 м, для высоты полета H0=800 км.

На фиг.4 приведен результат численного моделирования формы отраженного импульса в случаях использования для измерений с самолета радиоальтиметров с узкой (а) и широкой (б) диаграммами направленности антенны: τu=6 нс, H0=10 км, S x y 2 = 0,012 , высота крупномасштабного волнения: 1 м, 2 м, 4 м, 8 м; δ=1° (a) и δ=28° (б).

На фиг.5 представлена зависимость формы отраженного импульса от дисперсии наклонов для случая использования радиоальтиметра с широкой диаграммой направленности антенны для следующих параметров: τu=6 нс, H0=10 км, высота крупномасштабного волнения 2 м, δ=28° и S x y 2 = 0.008, 0.012, 0.016 и 0.02.

В настоящее время высоту крупномасштабного волнения измеряют космическими радиоальтиметрами с узкой симметричной диаграммой направленности антенны при надирном зондировании водной поверхности, например, JASON, ENVISAT. Известная теоретическая модель описывает форму отраженного импульса для таких радиолокаторов (см., например. Brown G.S. The average impulse response of a rough surface and its application // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1977. V.25. N 1. pp.67-73; Chelton D.B., Walsh E.J., MacArthur J.L. Pulse compression and sea level tracking in satellite altimetry // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 1989. V.6. pp.407-438; Зубкович С. Статистические характеристики радиосигналов, отраженных от земной поверхности, М., Сов. радио, 1968, 224 с.).

С помощью разработанного алгоритма восстанавливают высоту крупномасштабного волнения по переднему фронту отраженного импульса. Сравнение с данными контактных измерений показывает хорошую точность алгоритма - ошибка измерения высоты крупномасштабного волнения не превосходит 10% или 0,5 м (что больше) (Lee-Lueng Fu, Anny Cazenave, Satellite altimetry and earth sciences. A handbook of techniques and applications, 2001, Academic Press, San Diego, USA, 464 p.).

Схема измерения показана на Фиг.1 (Лебедев С.А. Основы спутниковой альтиметрии // Выездной семинар-школа. «Состояние и перспективы мониторинга Мирового океана и морей России по данным дистанционного зондирования и результатам математического моделирования», Таруса, 9-12 июля 2010 г.): короткий импульс излучают вертикально вниз по направлению к водной поверхности. Часть излученной энергии отражается обратно и попадает в приемную антенну, где записывают форму отраженного импульса.

Процесс формирования отраженного импульса показан на Фиг.2. С увеличением времени задержки происходит увеличение площади освещенной (отражающей) поверхности и мощность принятого сигнала, пропорциональная этой площади, тоже растет.

После достижения задним фронтом падающего импульса отражающей поверхности площадь освещенной площадки достигает максимальной величины и в дальнейшем перестает меняться, т.к. площадь отражающего кольца (освещенной поверхности) во времени сохраняется. При использовании приемной антенны с узкой диаграммой направленности происходит ослабление мощности принимаемого сигнала при увеличении времени задержки, поэтому в существующих радиоальтиметрах после достижения максимума наблюдается спад на заднем фронте отраженного импульса, обусловленный влиянием диаграммы направленности антенны.

Как известно, при малых углах падения обратное рассеяние является квазизеркальным и происходит на участках крупномасштабного профиля, ориентированных перпендикулярно падающему излучению. Для описания отражения электромагнитных волн СВЧ-диапазона водной поверхностью вводится понятие двухмасштабной модели поверхности, в соответствии с которой спектр волнения делится на крупномасштабную и мелкомасштабную составляющие относительно длины волны радиолокатора (Басе Ф., Фукс И. Рассеяние волн на статистически шероховатой поверхности, М., Наука, 1972, 424 с.).

В общем случае зависимость мощности отраженного сигнала от времени дается следующим выражением (Зубкович С.Г. Способ измерения высоты морских волн с летательного аппарата. Авт. Свид. СССР №169808. - Бюллетень изобретений, 1965, №7):

P ( t ) ~ S 0 exp [ 2 H 0 2 ( x 2 S x 2 + y 2 S y 2 ) ] × exp [ 2.76 H 0 2 ( x 2 δ x 2 + y 2 δ y 2 ) ] d x d y , ( 1 )

где S x 2 и S y 2 - дисперсии наклонов крупномасштабного волнения вдоль осей X and Y; δx и δy - ширина диаграммы направленности антенны на уровне 0,5 по мощности в угломестной и азимутальной плоскостях; H0 - высота полета.

Из формулы (1) видно, что мощность отраженного сигнала зависит от дисперсии наклонов крупномасштабного волнения и диаграммы направленности антенны. Для симметричной гауссовой диаграммы направленности антенны (δxy=δ) и изотропного волнения водной поверхности ( S x 2 = S y 2 = S x y 2 ) интеграл легко вычисляется аналитически в полярной системе координат: азимутальный угол φ=[0,2π] и переменная ρ зависят от времени.

Передний фронт отраженного импульса формируется с момента t равного t0 до t0+τ:

P ( t 0 + τ ) ~ 1 exp [ c τ ( 2,76 S x y 2 + 2 δ 2 ) H 0 δ 2 S x y 2 ] , ( 2 )

где c - скорость света и t0=2H0/с.

Задний фронт формируется при t больше t0u:

P ( t 0 + τ ) ~ A 0 exp [ c τ ( 2,76 S x y 2 + 2 δ 2 ) H 0 δ 2 S x y 2 ] , ( 3 )

где коэффициент A0 вводится для согласования формул (2) и (3).

Эти формулы корректны для плоской (ровной) рассеивающей поверхности. Если рассматриваем взволнованную водную поверхность, то поверхность не является плоской и для нахождения формы отраженного импульса необходимо провести усреднение формул (2) и (3), используя гауссову функцию распределения высот волнения p(ς):

p ( ς ) = exp [ ς 2 2 σ ς 2 ] 2 π σ ς 2 , ( 4 )

где σ ς 2 - дисперсия высот поверхности.

В результате форма отраженного импульса вычисляется следующим образом:

F ( t ) = 1 2 π σ ς 2 ς m P ( t 2 ς / c ) exp [ ς 2 2 σ ς 2 ] d ς . ( 5 )

В отраженном импульсе для плоской поверхности, измеренном радиоальтиметром, выделяют передний фронт длительностью τu, когда происходит увеличение амплитуды принимаемого сигнала, и задний фронт, на котором происходит спад при учете в модели формы импульса диаграммы направленности антенны. При использовании приемной антенны с узкой диаграммой направленности происходит ослабление мощности принимаемого сигнала при увеличении угла падения, поэтому после достижения максимума наблюдается спад на заднем фронте отраженного импульса.

На Фиг.2 приведена форма импульса при отражении от плоской поверхности. При наличии волнения форма импульса искажается, в частности, передний фронт становится длиннее, т.к. первый отраженный сигнал приходит при достижении передним фронтом зондирующего импульса гребней волн, а завершается при достижении задним фронтом падающего импульса впадин.

Пример трансформации формы отраженного импульса в зависимости от высоты крупномасштабного волнения показан на Фиг.3.

Наблюдаемая трансформация переднего фронта отраженного импульса открывает возможность измерения высоты крупномасштабного волнения. В стандартном алгоритме восстановления высоты крупномасштабного волнения входным параметром является тангенс угла наклона переднего фронта отраженного импульса в средней точке (Lee-Lueng Fu, Army Cazenave, Satellite altimetry and earth sciences. A handbook of techniques and applications, 2001, Academic Press, San Diego, USA, 464 p.).

При переносе спутникового радиоальтиметра с узкой диаграммой направленности антенны на самолет форма импульса сильно трансформируется (см. Фиг.4,а) и восстановить высоту крупномасштабного волнения становится невозможно.

Ситуация исправляется, если использовать широкую или ножевую диаграмму направленности антенны для радиоальтиметра, что видно из Фиг.4,б.

В случае с широкой диаграммой направленности антенны спадание заднего фронта отраженного импульса объясняется в первую очередь влиянием наклонов крупномасштабного волнения, а не диаграммы направленности антенны. Это видно из Фиг.5, иллюстрирующей зависимость формы отраженного импульса от дисперсии наклонов.

Таким образом из рисунков видно, что влияние высоты и дисперсии наклонов крупномасштабного волнения водной поверхности на форму отраженного импульса зависит от высоты полета и ширины диаграммы направленности антенны.

Использование антенны с симметричной диаграммой направленности антенны ведет к потере азимутальных характеристик волнения водной поверхности. Для сохранения этой информации необходимо использовать радиоальтиметр с ножевой диаграммой направленности антенны, т.е. δx>>δy.

В результате окончательные формулы для формы отраженного импульса имеют следующий вид:

P ( t 0 + τ ) ~ 1 exp [ c τ ( 2,76 S x 2 + 2 δ x 2 ) H 0 δ x 2 S x 2 ] и P ( t 0 + τ ) ~ A 0 exp [ c τ ( 2,76 S x 2 + 2 δ x 2 ) H 0 δ x 2 S x 2 ] .

В этом случае форма отраженного импульса содержит информацию о дисперсии наклонов волнения S x 2 вдоль ориентации антенны.

В результате, измерив независимыми способами дисперсию наклонов и высоту HS крупномасштабного волнения, можно определить среднюю длину волны:

L H S 2 / S x 2 .

Разработанный радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности осуществляют следующим образом.

С помощью радиоальтиметра с ножевой диаграммой направленности антенны, ориентированной вдоль направления полета, излучают зондирующие импульсы вертикально вниз по направлению к водной поверхности (в надир), принимают отраженные от водной поверхности зондирующие импульсы, регистрируют их форму и определяют по наклону переднего фронта отраженного импульса высоту крупномасштабного волнения водной поверхности, по наклону заднего фронта отраженного импульса с учетом высоты полета и ширины диаграммы направленности антенны определяют дисперсию наклонов крупномасштабного волнения вдоль направления полета, а также определяют среднюю длину поверхностной волны вдоль направления полета, используя измеренные дисперсию наклонов и высоту крупномасштабного волнения.

Таким образом, предлагаемый радиолокационный способ обеспечивает возможность оперативного определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности, таких как высота крупномасштабного волнения, дисперсия наклонов волнения и средняя длина поверхностной волны, с самолета.

Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности с помощью радиоальтиметра, заключающийся в том, что излучают зондирующие импульсы вертикально вниз по направлению к водной поверхности (в надир), принимают отраженные от водной поверхности зондирующие импульсы, регистрируют их форму и определяют по наклону переднего фронта отраженного импульса высоту крупномасштабного волнения водной поверхности, отличающийся тем, что для измерений используют размещенный на самолете компактный спутниковый радиоальтиметр с ножевой диаграммой направленности антенны, ориентированной вдоль направления полета, и по наклону заднего фронта отраженного импульса с учетом высоты полета и ширины диаграммы направленности антенны определяют дисперсию наклонов крупномасштабного волнения вдоль направления полета, а также определяют среднюю длину поверхностной волны вдоль направления полета, используя измеренные дисперсию наклонов и высоту крупномасштабного волнения водной поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано в автоматизированных системах определения опасных для авиации явлений погоды, а также в других областях человеческой деятельности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве переносного дистанционного измерителя толщины слоя нефти на поверхности воды. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аэрологических радиозондах (АРЗ) систем радиозондирования атмосферы для измерения дальности до радиозонда импульсным методом, пеленгации по угловым координатам и передачи телеметрической информации на одной несущей частоте, также может быть использовано для построения высокостабильных и экономичных сверхрегенеративных приемо-передающих устройств систем радиолокации и связи.
Изобретение относится к области морской гидрометеорологии и может быть использовано при определении дрейфа морских льдов. .

Изобретение относится к радиолокации, а именно к радиолокационным методам определения параметров морского волнения, и может быть использовано в метеорологии и океанологии для дистанционного мониторинга состояния приповерхностного слоя океанов со спутника.

Изобретение относится к мониторингу природных сред и предназначено для определения состояния ионосферы. .

Изобретение относится к способам измерения в геофизике и может быть использовано для исключения фазовой неоднозначности при измерении величины полной электронной концентрации ионосферы Земли (ПЭС).

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано на практике для раннего обнаружения таких атмосферных циклонических вихрей, как торнадо и смерчи некогерентным радаром. Достигаемый технический результат - повышение информативности и точности раннего обнаружения атмосферных вихрей. Согласно способу при обнаружении циклонических вихрей в грозоградовых облаках некогерентным радаром осуществляют радиолокационное зондирование облака на длине волны 10 см, определяют значения отражаемости в заданных пространственных точках облачной среды и отображают эти данные на экране персонального компьютера в виде трехмерной радиолокационной картинки облака, полученное изображение облака рассматривают со всех сторон на фоне экрана персонального компьютера в динамическом режиме, снимая предварительно при каждом просмотре с трехмерного изображения внешнюю оболочку, соответствующую перепаду радиолокационной отражаемости в 2 dBZ, затем при обнаружении контура предполагаемой полости атмосферного вихря на поверхности изображения осуществляют визуальный его просмотр на фоне экрана персонального компьютера и при совпадении цвета обнаруженной полости с цветом фона экрана персонального компьютера идентифицируют данную полость как полость атмосферного вихря. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство определения дальности до ионосферы может быть использовано в загоризонтных радиолокаторах и для исследования состояния воздушного слоя Земли. Достигаемый технический результат - увеличение точности определения дальности без уменьшения достоверности обнаружения. Указанный результат достигается благодаря использованию синхронизатора, импульсного передатчика, антенного переключателя, антенны, приемника, тактового генератора, дешифратора, блока вторичной обработки, индикатора, амплитудного селектора, переменной линии задержки, блока фиксации определенной длительности передней части сигнала, анализатора наименьшей дальности, сумматора, панели выдачи кода задержки, соединенных между собой определенным образом. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метеорологии, навигации, океанографических исследованиях, мореходных испытаниях судов и гидросамолетов для оценки силы волнения морских волн, в автоматизированных системах посадки самолетов-амфибий на водную поверхность в ночное и дневное время. Устройство содержит последовательно включенные антенну 1, приемопередатчик 2, усилитель 3 доплеровского сигнала, аналого-цифровой преобразователь 4 и вычислитель 5, второй вход которого соединен с входом 6 устройства, а первый выход - с управляющим входом приемопередатчика. Кроме того, устройство оснащено индикатором (дисплеем) 7, вход которого соединен со вторым выходом вычислителя 5. Технический результат: сокращение аппаратурной части, упрощение, повышение надежности, повышение быстродействия и точности расчета. 1 ил.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для радиозондирования ионосферы, определения интенсивности ионосферных неоднородностей и пеленгации искусственных ионосферных образований. Достигаемый технический результат - повышение точности определения полного электронного содержания в условиях диффузности и получение информации о состоянии ионосферы в заданном направлении. Указанный результат достигается тем, что принимают электромагнитные сигналы от каждого навигационного спутника (НС), при этом в двухчастотном приемнике формируются вектора оценки цифровых сигналов, соответствующие каждому из j=1…m видимых навигационных спутников, затем на основе фазовых времен распространения τф1,2(tk) вычисляют фазовые пути сигнала Дф1,2(tk)=сτф1,2(tk) для каждого из j=1…m видимых НС, определяют полное электронное содержание ионосферы I, математическое ожидание полного электронного содержания ионосферы и среднеквадратическое отклонение полного электронного содержания ионосферы σΔI, затем определяют значение интенсивности неоднородностей ионосферы, затем сравнивают полученные значения интенсивности неоднородностей ионосферы βи j с пороговым βи пор значением, определяют все линии прохождения сигнала, на которых определена повышенная (βи j≥βи пор) интенсивность неоднородностей ионосферы, формируют признак наличия искусственного ионосферного образования, по информации, содержащейся в навигационных сообщениях и координатам размещения двухчастотного приемника определяют пеленги на начало и конец искусственного ионосферного образования. 3 ил.

Изобретение предназначено для систем радиозондирования с ускоренной передачей телеметрической информации с борта аэрологического радиозонда (АРЗ) на наземную радиолокационную станцию (РЛС). Достигаемый технический результат - повышение надежности приема телеметрической информации, передаваемой с борта АРЗ на наземную РЛС, повышение точности измерения информации, передаваемой с борта АРЗ на наземную РЛС, получение дополнительных характеристик измеряемых параметров атмосферы, например турбулентности атмосферы, снижение времени передачи информации. Указанный результат достигается за счет того, что система содержит АРЗ и базовую станцию - РЛС, при этом в состав АРЗ введен блок предполетной подготовки АРЗ, состоящий из пульта предполетной подготовки и блока контроля и записи параметров АРЗ, причем пульт предполетной подготовки АРЗ через блок контроля и записи параметров АРЗ соединен двунаправленной шиной Ml со входами микроконтроллера АРЗ; в состав РЛС введены блок декодирования пакетной телеинформации и блок вторичной обработки телеинформации и выдачи сигналов метеопараметров атмосферы, причем однонаправленная шина М2 приемопередающего устройства РЛС соединена через блок декодирования пакетной телеинформации с блоком вторичной обработки телеинформации и выдачи метеопараметров атмосферы, выход которого является выходом системы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиофизическим методам исследования ионосферы и предназначено для определения пространственного распределения ионосферных неоднородностей радарным методом с помощью ЛЧМ ионозонда-радиопеленгатора. Технический результат состоит в повышении точности определения пространственного распределения мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации, обеспеченном повышением частоты зондирования до величины, превышающей критическую частоту ионосферного F-слоя, для детектирования сигналов, рассеянных ионосферными неоднородностями с высоким частотно-временным разрешением, и позиционирования места расположения неоднородностей. Для этого способ включает зондирование ионосферы широкополосным ЛЧМ-сигналом, прием излученного ЛЧМ-сигнала синхронно с его передачей, измерение дистанционно-частотных (ДЧХ) и угловых частотных (УЧХ) характеристик всех принятых сигналов (прямых и рассеянных неоднородностями ионосферы), затем на основе ионосферной модели и измеренных ДЧХ и УЧХ проводят расчеты характеристик прямого сигнала, распространяющегося по дуге большого круга между передатчиком и приемником, корректируют ионосферную модель до совпадения измеренных и расчетных характеристик прямого сигнала, после чего для скорректированной ионосферной модели и данных измерений ДЧХ и УЧХ рассеянного сигнала проводят расчеты характеристик рассеянного сигнала до совпадения измеренных и расчетных данных и по ним определяют пространственное распределение ионосферных неоднородностей. 4 ил.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения прозрачности атмосферы. Сущность: осуществляют посылку в неоднородную атмосферу световых импульсов малой длительности. Принимают эхо-сигналы. Обеспечивают коррекцию эхо-сигналов на геометрический фактор лидара. Накапливают скорректированные сигналы в течение заданного промежутка времени в зависимости от общей протяженности исследуемого участка. При этом световые импульсы отклоняют не менее чем в двух точках трассы зондирования в обратном направлении. Для определения прозрачности атмосферы измеряют эхо-сигналы импульсов в одной и той же точке трассы зондирования до и после отклонения. Определяют коэффициент ослабления атмосферы по принятым и накопленным эхо-сигналам. Технический результат: повышение точности определения коэффициента ослабления атмосферы. 1 ил.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно предназначено для определения скорости ветра над морской поверхностью. Технический результат - обеспечение возможности учитывать вклад поверхностного течения в уровень отраженных водной поверхностью радиосигналов, что повышает точность определения скорости ветра. Сущность: установленным на космическом аппарате радиоальтиметром облучают водную поверхность, регистрируют отражённый назад сигнал, по фронту радиоимпульса определяют значимую высоту поверхностных волн, по времени прохождения сигнала до поверхности и обратно определяют крупномасштабный рельеф поверхности, по нему рассчитывают поле поверхностного течения, и определяют скорость ветра по величине отраженного назад сигнала с учётом значимой высоты волн и влияния поля течения на величину отражённого назад сигнала.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно предназначено для определения уровня морской поверхности вдоль трассы космического аппарата. Технический результат - повышение точности определения уровня морской поверхности за счет увеличения числа определяемых параметров, характеризующих состояние водной поверхности. Сущность: на расположенном на космическом аппарате радиолокаторе формируют короткие радиоимпульсы постоянной длительности, облучают морскую поверхность в надир и регистрируют отраженный радиоимпульс. По наклону переднего фронта отраженного радиоимпульса определяют значимую высоту волн и расчетным путем определяют расстояние от источника облучения до уровня невозмущенной морской поверхности. Дополнительно морскую поверхность зондируют при ненулевых углах падения, регистрируют отраженный сигнал и определяют скорость приводного ветра. С помощью волновой модели определяют длину и фазовую скорость доминантных волн. Определяют асимметрию и эксцесс распределения возвышений морской поверхности. С учетом значимой высоты волн, асимметрии и эксцесса корректируют полученное значение расстояния от источника облучения до уровня невозмущенной морской поверхности. 1 ил.

Изобретение относится к области георадиолокационных исследований и может быть использовано для прогнозирования гидрологической обстановки на затороопасных участках реки. Сущность: строят модель исследуемого разреза на основе электрофизических данных. На выбранных затороопасных участках реки в летний период проводят георадарное исследование геометрии дна и распределения мощности донных отложений. В предпаводковый период георадарными исследованиями определяют мощность снежного покрова бассейна реки, а также строение и толщину ледяного покрова реки. Путем совмещения полученных георадарных данных прогнозируют гидрологическую обстановку на затороопасных участках реки. Технический результат: прогнозирование гидрологической обстановки на затороопасных участках реки.
Наверх