Способ измерения профиля границыРАздЕлА дВуХ СРЕд Советский патент 1981 года по МПК G01C13/00 

а отношение максимального сигнала к шуму, обусловленного рассеянием в воде, равно e-EcVu| (ti/5u« 2 -() в этих уравнениях обозначено: г коэффициенты подобия; t. z/c - время прохождения излу- чения в воде; F(t) - мощность излучения свето дальномера; IG- скорость света в воде; - показатель ослабления во ды. 1 + с Анализ уравнений (1) и (2) показывает, что увеличение р и дал ности измерения может идти по пути искусственного ослабления принимаем го излучения по функции. f(z) c/( z)- в этом случае отношение сигнал/ш увеличивается и.при c const описывается соотношением p-fgHgz -gc z При z 2 коэффициент увеличения р определяется равенством К (l + z/nz)- (4 На чертеже изображены графики изменения средней мощности излучен принимаемого фазовым светодальноме ром, от расстояния, пройденного излучением в воде, где кривая 1 излучение, однократно рассеянное водой; кривая 2 - излучение, отражен-ное на границе раздела двух сре кривая 3 - излучение, ослабленное при приеме по функции f(z). Штрихо кой показаны площгзди, ограниченные кривыми 1 и 3, показывающие величи Шума фона, обусловленного рассеянием излучения в воде. Из графика (кривые 1 и 3) следу что при ослаблении принятого излуч ния по функции f(z) уменьшается шу фона и вследствие этого увеличивае ся отношение сигнал/шум. Таким образом, ослабление прини маемого излучения по функции f(z) позволяет увеличить дальность изме ния при более высоком отнесении сигнал/шум. Например, для измерения профиля дна океана, при более высоком отношении сигнал/шум и дальности измерений, используют фазовый лазе ный дальномер с линзовым .приемным телескопом. В дальномере для ослабления в процессе приема мощности принятого излучения по функции f(z) используют фильтрационные свойства приемной оптической системы. В фокальной плоскости объектива приемного линзового телескопа светодальномера установлена полевая диафрагма, размеры которой выбирались в соответствии с уравнением (,,р) TC( фокусное расстояние объектива телескопа; площадь входного зрачка объектива телескопа; площадь сечения лазерного пучка лучей на расстоянии Такая приемная система позволяет ослабить принимаемое лазерное излучение в диапазоне измерения дальности в воде О + ./2 по функции f(z). При этих параметрах приемной системы светодальномера и малой расходимости лазерного излучения, размеры поля излучения в фокальной плоскости объектива, принятого с малых расстояний превышает размеры полевой диафрагмы. Вследствие этого принятое излучение проходит на фотолриемник только частично,пропорционально отношению площади полевой диафрагмы Зц.Э- к площади Sp сечения поля излучения в фокальной плоскости объектива. При увеличении расстояния z размеры поля излучения в фокальной плоскости уменьшаются и увеличивается отношение 5,.Э. Sp, и излучение, прошедшее объектив, полностью попадает на фотоприемник. Таким образом, приемная система фазового светодальномера ослабляет мощность принятого излучения по функции f(z). Использование предлагаемого способа измерения профиля границы раздела двух сред обеспечивает по сравнению с известными способами следугевдие преимущества повышение помехозащищенности при измерениях в воде; возможность проведения измерений на более высоких дальностях, что значительно повышает эффективность использования фазовых светодаипьномеров для исследования дна океана. Формула изобретения Способ измерения профиля границы -раздела двух сред путем использования фазового светодальномера,включающий излучение в направлении границы раздела двух сред светового потока непрерывно промодулированного по амплитуде, прием отраженного из лучения и измерение разности фаз принимаемого и излучаемого световых потоков, по которым измеряется профиль границы раздела двух сред, отличающийся тем, что, с целью повьлаения помехозащищенности и дальности измерений в воде,в процесс приема ослабляютмощность принятого излучения по функции

f(z) c/(nz + z)

где-С - масштабный коэффициен ; Z - расстояние, проходимое

излучением в воздухе; Z - расстояние, проходимое излучением в -воде. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Burrovs D.W., Hadwi п .J , F .А Scanned Laser and fracking System for Sea Floor,Profi I ing and Precisio Survey. IEEE, Ocean 73, Int. Conf. Eng. Ocean Environm., Wash., 1973; New Jork. 1973, p. 34-43.

2.Ross D.B. Observing Ocean Surface Waves with a Helium - Neon Laser Nav. Oceanogr. Office . Washington, 1969, 20390 (прототип).