Способ определения оптических характеристик атмосферы Советский патент 1992 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для одновременных оптических измерений параметров турбулентной атмосферы (структурной характеристики флуктуации показателя преломления и внешнего масштаба турбулентности атмосферы) как в условиях аэрозольного замутнения атмосферы, так и при наличии тумана и. осадков.

Целью изобретения является одновременное измерение структурной характеристики флуктуации показателя преломления и внешнего масштаба турбулентности. Поставленная цель достигается тем, что в атмосферупосылаютширокийколлимированный лазерный пучок, принимают излучение фокусирующей системой и измеряют за фокусом дисперсию угловых смещений пучка.

В атмосферу дополнительно посылают второй коллимированный пучок излучения, диаметр которого в пять и более раз меньше первого. Пучки посылают параллельно друг другу на расстоянии друг от друга (расстояние между их осями) не более 0,4 Н, где Н расстояние от передатчиков до постигающей поверхности. После прохождения дополнительного пучка подстилающей поверхности. После прохождения дополнительного пучка через атмосферу его, как и первый, фокусируют и измеряют дисперсию угловых смещений за плоскостью фокуса. По угловым смещениям обоих пучков определяют искомые параметры.

Узким пучком считается пучок, диаметр которого равен или больше внутреннего масштаба турбулентности и максимального диаметра рассеивающих частиц. Широким

пучком считается пучок, диаметр которого больше в пять и более раз диаметра узкого пучка. При этом диаметр широкого пучка должен быть более чем в 30 раз меньше, чем расстояние его оси до подстилающей поверхности. Высоты приемников и передатчиков выбираются одинаковым для обоих пучков (трассы в среднем горизонтальные). По отношению

-B1 02

Сп Ai В2-А2 Bi

судят о величине Сп , по отношению

г I I-2 Г- А2 ai - AI (

судят о величине ао. Здесь с индексом 1 соответствует узкому пучку; с индексом 2 широкому пучку; (Г - дисперсия угловых смещений пучка; А, В - коэффициенты, зависящие от параметров пучков и длины трасс распространения,

На чертеже изображена блок-схема устройства. Оптическое излучение от лазеров 1, 2 проходит через устройства 3, 4, формирующие узкий и широкий коллимированный

пучки, которые направляют в атмосферу по трассам одинаковой длины; принимают излучение разрезным фотодиодами 5, 6 через линзы 7,8, интерференционные светофильтры 9, 10, диафрагмы 11, 12 поля зрения ,

полупрозрачные пластины 13, 14 и координатные маски 15, 16. Электрические сигналы с каждой половины фотодиодов 5, 6 поступают на дифференциальные схемы 17, 18, с выхода которых сигнал поступает на

устройства 19,20 измерения дисперсии угловых смещений и вычислительное устройство 21. Отраженное излучение от светоделительной пластинки принимают на фотодиоды 22, 23. Электрические сигнал с

фотодиодов 22, 23 поступают на вычислительное устройство 21.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРЫ, путем посылки через исследуемую областьатмосферы коллимированного излучения с диаметром пучка, не превышающим 1/30 расстояния от его оси до земной поверхности, фокусировки прошедшего излучения и. определения за плоскость фокуса угловых смещений, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного определения структурной характеристики флуктуации показателя преломления и внешнего масштаба турбулентности, в ат_мосферу параллельно первому на той же высоте на расстоянии не более 0,4 расстояния до земной поверхности с диаметром не более 1/5 заданного диаметра первого пучка и не менее максимального диаметра рассеивающих частиц и по дисперсии угловых смещений за плоскостью фокуса обоих пучков судят об искомых параметрах.слс

Излучение