Способ определения коэффициента рассеяния атмосферы

 

Сотоз Советских

Социа лист ичвских республик

О П И С А Н И Е „,, ямы

ИЗОБРаЕТЕИ НМ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.12.74 (21 2083115l10 с присоединением заявки № .— (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.04,77. Втоллетень Ph 1З (45) Дата опубликования описаиия11.07.77

ГооудаРственный нватет

Соввта Мнннстроа СССР

N делам нзооретеннй н открмтна (53) УДК

551.508.92 (088.8) (Т2) Авторы изобретения

А. М. Бурд, В. Г. Вильнер, Э. П. Майоров н Б. Н, Мотенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕ1Ц .ЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАССЕЯНИЯ

АТМОСФЕРЫ

° s,z.)) {2) 1

Изобретение относится к области физики атмосферы.

Известны локационные методы определения иозффициента рассеяния атмосферы о сигналу обратного рассеяния, основанные на анализе приведенного ниже уравнения в предложении справедливости закона Бугера уравнение сигнала обратного рассеяния при однократдом рассеянии имеет вид:

8(K) = K -ехр -2 f 6(Z) JZj . (t)

6(z> z

15 где S (2) — сигнал обратного рассеянии, Z — расстояние от локатора до рассеивающего слоя атмосферы, б (2) — коэффициент обратного рассеяния, aC, — модуль вектора рассеятнтя инднкатрисы, нормированной к единице;

К вЂ” постоянный множитель, Один иэ методов основан на анализе приведенного уравнения (1) при разбиении среды на, ;достаточно тонкие слои, параметры которык счита- 26

2 ются постоянными. В этом случае коэффициент рассеяния определяется нз соотношения: Ю- - Г i*» гдеЬ2 — толщина слоя, 2о — расстояние от локатора до исследуемого атмосферного объекта, — коэффициент ослабления ка этой трассе.

Недостатком этого и подобных методов является сложность вычислений, определяемых приведенным выражением (2), которому, кроме того, свойственно накопление ошибки с ростом индекса.

Известен способ определения прозрачности атмосферы путемпосьшки в атМосферу световых импульсов малой длительности преобразования рассеянного в обратном направлении света в электрические сигналы, их логарифмировании и последующей обработке.

Однако этому способу присущи также перечисленные недостатки.

553562

ЦНИИПИ

Тираж»>17 Подписное

Заказ 191/39

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Цель нэо:эретення — оперативное вычисление коэффициента при достаточно простой вычислимлы,ой аппаратуре, а также сохранение постоянной точности по всей зондируемой трассе. указанная цель достигается тем, что исследуемый прологарнфмированный сигнал дважды диффвренцируйт1и по равенству нулю второй пронзводнойфиксируют значение первой производной. Действительно, из выражения (1) следует:

4 ь(@=йпк+ пжi ьк(ц-g(е()в

Множитель 1/2 не p:. ñìàòðèâàåòñÿ, поскольку его

-можно скомпенсировать в фотоприемном тракте или на других этапах обработки сигнала.

1;п8(Х) =- — — Я(2,) (3) д б(ц

Лифференцнрование по Z эквивалентно диф. фере нциро вани ю по времени, поскольку Z = ct/2, где с — скорость света. Там, где ф (Z) = const, первое слагаемое в (3) равно нулю, т.е.

Рп 6(2:) =-Z6(Z) = Oottst (4)

«а . Jz

Производная выражения (4) равна нулю: р fn б(7,)=0 д

Таким образом, в моменты времени, когда вто.рая произволная лотарифма входного сигнала равна . нулю, его первая производная с точностью до изцосФ,. ного множителя равна коэффициенту рассеяния. Ео лн атмосфера достаточно однородна, то предлагаемый способ позволяет определять коэффициент рассеяния практически на всей зондпруемой трассе за, йсклвчеййем локальных участков в ненулевом градиентом коэффициента рассеяния.

На чертеже изображена блок — схема локатора, поясняющего предлагаемый способ.

Оптический передатчик !, запускаемый сигналом с блока управления 2, излучает достаточно короткий зондирующий импульс. Рассеянное tton о утлом 180 излучение передатчика принимается фотоприеьпппсом 3 с логарифмической световой характеристикой. Сигналом с блока управления 2 регулируется усиление фотоприемного тракта в соответствии с зависимостью М = MoZ за счет чего

t компенснру. ся множитель 1/Z в выражении (а)

С выхода ф;.эприемника 3 сигнал последовательно поступает на первое и второе дифференцирующие

1п устройства 4и 5. На выходе второго дифференцирующего устройства 5 включен компараторб, в котором осуществляется сравнение сигнала с нулевым уровнем, Когда сигнал на выходе второго дифференцирующего устройства 5 равен нулю, с

1я выхода компаратораб подается отпирающее воз действие на управляющий вход линейного коммутатора 7, последний отпирается, и сигнал с выхода первого дифференцнрующего устройства 4 роход т в оконечное устройство 8, где производится окончательная обработка сигнала, в частности, привязка измеренных значений коэффициента рассеяния в шкале 2, а также индикация результатов.

В оконечном устройстве осуществляется интерпояятщя и усреднение иэ йеренного коэффициентн йЬ рассеяния.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента рассеяния .атмосферы путем посылки в атмосферу. световых

:импульсов малой длительности преобразования рассеянного в обратном направлении света в электрические сигналы и их логарифмирование, отли® ч а ю щ н и с я тем, что, с целью упрощения процесса рбработки сигналов и обеспечения постоянной точности определения по всей зондируемой трассе, принятые нрологарифмнрованные сигналы дважды дифференцируют, фиксируют момент времени, при

4п котором вторая цроиэводная сигнала принимает нулевое значение и регистрируют в эти моменты време, ни значение первой производной сигнала, по которо му судят об определяемом параметре.