Способ дистанционного оптического зондирования рассеивающей среды Советский патент 1991 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к оптической локации и может быть использовано для ли- дарного определения оптических характеристик рассеивающей среды.

Цель изобретения - упрощение способа за счет уменьшения числа точек посылки импульсов

На чертеже изображена схема, реализующая предлагаемый способ

Для достижения цели по способу дистанционного оптическою зондирования рассеивающей среды путем посылки в среду световых импульсов поочередно по некол- линеарным направлениям,измерения углов зондирования, преобразования обратно рассеянных световых импульсов в электрические сигналы, усиления принятых сигналов с учетом фактора текущего времени, отсчитываемого с момента посылки, посылают зондирующие импульсы не менее, чем по пяти направлениям через объем, не сов- п (дающий с исследуемым, при увеличении числа неколлинеарных направлений зондирования измеряют сигналы обратного рас- сгянич по каждому из неколлинеарных

направлений и судят об оптических характеристиках среды по измеренным сигналам и величинам углов при числе направлений, начиная с которого отсутствует значимое различие искомых характеристик, найденных для различного количества направлений.

На схеме, реализующей предлагаемый способ, приняты следующие обозначения. X, Y - координаты исследуемого обьема 1; Хо, YQ- координаты обьема 2. через который посылают зондирующие импульсы, используя лидарную систему, осуществляющую посылку зондирующих импульсов вдоль трасс; Н/1 - номер трассы зондирования г прием сигналов обратного рассеяния с учетом фактора текущего времени

Ё

Si П|г(л)ехр I, ii

гдег(я),ГГ - показатели обратного рассеяния и ослабления соответственно. П| - лидарная постоянная. По результатам измерений величины Si и углов зондирования d (углов места) определяют показатель ослабления для случая

трех трасс

п /1 Д 1(

П № - (2)

где Д 1 , Д 2 величины, определяемые

выражениями

Ai

d In Si, cos a 1 sin a 1 I o ,yo

cos«2 sinaz

dli

d In 82

I x0 ,yo

d 12

din 83,

COS«3 Sin аз. ,. -Ixo.yo

d I3

, (3)

Д2

cos a 1 sin a 1 cos a 2 sin a 2 созаз sinas

Затем определяют показатель П для случая пяти трасс

п -:Ий+1; -«° +1 (5

где Дз.Д , ДБ величины, определяемые выражениями

2

cos2 fit sln2aisln2ai d ,0 yosln a dH

COS2 a; Sin2 «2 Sin 2 VoSln02

db

Аз

л

cos2 a3 sin2 аз sin 2 аз yosin аэ

d b

4

cos2a4 sln2a4Sln2a4 5L1 А4|Ко yoS|n щ

die i

cos2 a5 stnjfi5sln2a5 d ln2Ss-l 0 yosln 05 dli

cos2 a i sin2 a i sin 2 a icos ai sin a i

cos2az sin2 02 sin 2 СГ2cosaz sin 05

Д cos2ct3 sln203Sln2a3cocco slnca

cos2a« sin2 a «sin 2 a Acos CM sinew

cos2 a5 sin2 a5 sin 2 05cos 05 sin OB

2

sin2 a 1 sin 2 a 1 cosai

d h

2 sin2 аз sin 2 rri cos yo

dl2

:

sin2 аз sin 2 «i cos HI j-3-lx0 yo

d Is

2

td In Sd

sin a 4 sin 2 a« cos asp-lxo yo

dU

2

9„d In 5s,

sin a; sin 2 «5 cos as yc

d 15

(8)

чая

)

ые

(3)

(4)

для

(5

яе(6)

C7)

При отсутствии значимого различия между величинами, определяемыми по формулам (2) и (5), по найденному значению судят о показателе ослабления среды, т.е.

5 процесс начинается с 5 направлений.

Если имеет место значимое различие между показателями, определяемыми данными формулами, процесс продолжают, выполняя зондирование по направлениям,

10 количество которых равно последовательным нечетным числам. Процесс прекращают при числе, начиная с которого отсутствует значимое различие показателей Д найденных дня двух последовательных чи15 сел направлений.

При этом учитывают, что формулы (2) и (5) и т.д. представляют собой последовательные частичные суммы кратного ряда Тейлора, являющиеся приближениями фун20 кцийП (Х1 YI), а величина П (Хо, Y0) и частичные производные функции ГГ в точке Хо , YO первого и более высокого порядка находятся путем вычисления производной первого и высших порядков от функций InSi

25 по направлениям зондирования I, и составления систем уравнений, число которых в системе равно числу трасс зондирования.

Формула изображения

30Способ дистанционного оптического

зондирования рассеивающей среды, включающий посылку в среду световых импульсов поочередно по неколлинеарным направлениям,измерения углов зондирова35 ния, преобразования обратно рассеянных световых импульсов в электрические сигналы, усиления принятых сигналов с учетом фактора текущего времени, отсчитываемого с момента посылки, отличающийся

40 тем, что, с целью упрощения способа за счет уменьшения числа точек посылки импульсов, зондирующие импульсы посылают не менее чем по пяти направлениям через объем, не совпадающий с исследуемым, при

45 увеличении числа неколлинеарных направлений зондирования измеряют сигналы обратного рассеяния по каждому из неколлинеарных направлений и судят об оптических характеристиках среды по изме50 ренным сигналам и величинам углов при числе направлений, начиная с которого отсутствует значимое разпичие искомых характеристик, найденных для различного количества направлений.

55

Изобретение относится к оптической локации и решает задачу упрощения зондирования рассеивающей среды Зондирование осуществляют не менее чем по пяти направлениям «ерез обьем, не совпадающий с исследуемым, измеряют сигналы обратного рассеяния по каждому из неколлинеарных направлений и судят об оптических характеристиках среды по измеренным сигналам. 1 ил.