Уравнения лазерной локации

Рассмотрим предварительно вопрос о нелинейных поправках в уравнении лазерной локации для традиционных схем аэрозольного зондирования. [c.189]

Система уравнений лазерной локации (2.1) относится к случаю, когда эффектами многократного рассеяния в освещенном объеме зондируемой дисперсной среды можно пренебречь. Учет вклада многократного рассеяния в амплитуду принимаемого локационного сигнала в принципе не составляет особого труда. Тех- [c.93]

Интегральная форма уравнения лазерной локации и ее применение в задачах оптического мониторинга аэрозолей [c.142]

Изучая уравнение (3.24), следует также обратить внимание на то, что оно нелинейное, и поэтому требуется хотя бы краткое -обсуждение проблемы однозначности его решения. Однако указанная нелинейность с аналитической точки зрения достаточно элементарна, и нет особой необходимости в ее анализе. К тому же характер этой нелинейности близок к той, которая присуща уравнению лазерной локации (2.1), записанному в приближении однократного рассеяния. Нелинейность последнего уравнения подробно исследовалась в работе [19]. Следует также иметь в виду, что в пределах настоящей работы уравнение (3.24) связывается главным образом с зондированием рассеивающей компоненты атмосферы в пределах высот 10—50 км. В этом случае величина [т(Я2)—т Н1)] достаточно мала, и следовательно, экспоненциальные члены близки к единице. По этой причине уравнение (3.24) (аналогично и (3.15)) является почти линейным , что существенно упрощает численные обращения соответствующих оптических данных. Соответствующее линейное приближение для дискретного варианта записывается в виде [c.159]

К обсуждаемой группе задач тесно примыкает вопрос об оценке границ применимости по мощности уравнений оптической локации для традиционных схем линейного зондирования при использовании в последних (с целью увеличения отношения сигнал/ шум) лазерных источников с повышенной энергетикой. [c.189]

Его по аналогии с уравнением лазерного зондирования (локации) можно назвать уравнением пассивного зондирования (локации) [c.155]

Следует заметить, что уравнение (2.42) предпочтительно использовать в тех случаях, когда т(г) заметно меняется в пределах зондируемого слоя и величина ехр —2т(г) существенно отлична от единицы. При малых значениях t(Z2) (скажем, менее 0,2—0,3) предпочтительна, в силу понятных причин, схема (2.17). С учетом этого обстоятельства уравнение локации в форме (2.42) мы связываем главным образом с задачами лазерной локации аэрозолей пограничного (смешанного) слоя атмосферы, для которого Z2 3 км. Решающий алгоритм в этом случае строится по следующей итерационной схеме [c.116]

Разработку численных методов теории многочастотной лазерной локации завершим построением итерационной схемы обращения данных зондирования, связанной с интегральной формой локационного уравнения (2.42). Это уравнение представляет особый интерес в задачах оптического мониторинга тропосферных аэрозолей. Рассматривая в данном случае конкретный оптический метод исследования атмосферы, понятие оптического мониторинга будем связывать, прежде всего, с определением профиля аэрозольного коэффициента ослабления Рех для соответствующей длины волны X. Именно эта оптическая характеристика представляет наибольший интерес в переносе оптического излучения в атмосфере. Уравнение (2.42) в целом уже характеризовалось ранее, поэтому прибегнем к его дискретизации и построим соответствующую алгоритмическую схему его численного решения. Для этого по трассе зондирования, ограниченной точками Zl и выберем систему узлов г , =1,. .Для любой, наперед заданной узло- [c.142]

Возникающая неопределенность никоим образом не повышает уверенности в надежности результатов обращения. Единственной альтернативой в этом направлении является доопределение обращаемого вектора ра соответствующими оптическими измерениями ц включение в схему обращения дополнительных уравнений. В теории лазерной локации, которая излагалась во второй главе, подобная коррекция значений т т либо т" в зависимости от конкретных особенностей исследуемых аэрозолей) осуществлялась [c.176]

Необходимость решения указанной задачи возникает при разработке теории любого оптического метода зондирования рассеи-ваюш,ей атмосферы. В теории поляризационного метода она касалась локальных объемов среды в теории лазерной локации и касательном зондировании речь шла об определении профилей оптических характеристик указанных компонент. Соответствую-ш,ий аналитический аппарат для решения подобных оптических задач будем строить в рамках операторного подхода, который лежит в основе настоящего исследования по обратным задачам оптики атмосферы. С формальной точки зрения задачу разделения компонент рассеяния можно рассматривать как поиск решения системы уравнений [c.258]

С учетом процессов радиационного воздействия на поглощающий аэрозоль высокоэнергетического импульса лазерного излучения система уравнений локации в простейшем случае однократного аэрозольного рассеяния принимает следующий вид [49] [c.189]

Первая система п уравнений [к фиксировано) соответствует л уравнениям лазерной локации. Особо лишь подчеркнута зависимость локационных сигналов от показателя П1 и спектра размеров 5а. Для большей ясности напомним полидисперсные интегралы (функционалы) Ря[ ь Яг] и Рех[гпи ЗауЬ] ЕсЛИ В ЭТОЙ системе положить известными значения пы = гп % ), то она будет вполне определена относительно распределения 5а(/ ), как это было [c.137]

В этой системе соотношений P z, X) — амплитуда локационного сигнала, принимаемого от освещенного объема, находящегося на расстоянии г от приемника Ро Х)—мощность посылаемого светового импульса на рабочей длине волны X Рл и Рех — соответственно объемные коэффициенты обратного рассеяния и ослабления по трассе зондирования. Запись R z) означает зависимость пределов интегрирования R и R2 от г. Как уже было показано в первой работе [18] по теории многочастотной оптической локации, эта система уравнений вполне определена относительно неизвестных функций 3л(г, Pexiz, X) и s z, г). Никаких иных предположений о связи между оптическими характеристиками Рл и Рех при решении (2.1) не требуется. Этим метод многочастотной лазерной локации существенно отличен от одночастотного варианта, когда мы вынуждены решать одно уравнение переноса локационного сигнала в рассеивающей среде и не можем использовать два последних интегральных уравнения. Их можно считать вполне определенными, поскольку рассматривается рассеивающая среда не вообще, а полидисперсная система сферических частиц с известным показателем преломления т. Таким образом, ниже идет речь о построении теории оптического зондирования екой модельной дисперсной среды, и, естественно, вопрос об эффектив-ности этой теории в исследовании реальных сред должен решаться в конкретных экспериментах. [c.89]

Взаимодействие аэрозольной системы с полями метеорологических параметров приводит к направленным изменениям спектра размеров в пределах любого локального объема. Математически это выражается в том, что функции плотности по пространственным н временным координатам удовлетворяют некоторым дополнительным функциональным уравнениям. В результате возникает возможность доопределить исходную систему уравнений оптического метода зондирования (например, систему (2.1)) новыми уравнениями и построить частный вариант вычислительной схемы обращения оптических данных. Ниже это осуществляется на примере, когда подобным уравнением является уравнение турбулентного переноса аэрозолей в пограничном слое. То, что теперь учитывается трансформация спектра размеров частиц, обусловленная полем коэффициентов турбулентной диффузии атмосферы, позволяет исследовать это поле методом многочастотной лазерной локации. Ниже дается теоретическое обоснование возможности применения многочастотных лидаров для определения полей метеопараметров на основе явления светорассеяния аэрозолями в пограничном слое атмосферы. [c.107]

В конечном счете речь здесь идет об определении функций т(Х) и 5(г, г), где min X Ящах, а Z z Z2. Если указанный здесь интервал оптического зондирования достаточно узок, то может быть использовано предположение о постоянстве функции т(Я), что заметно упрощает объем соответствующих вычислений. Действительно, в этом случае для определения константы т достаточно одного лишь фотометрического измерения на любой из возможных длин волн X из интервала Л. Соответствующее значение Рех, а(Я) можно назвать корректирующим для спектрального интервала оптического зондирования Л. Речь идет о корректировке результатов интерпретации данных многочастотной лазерной локации по показателю преломления т. Интегралы Bex[fri, Say X], в которых За есть решения систем локационных уравнений для данного т, будем называть функциями корректировки и обозначать через Bix] л (ш,Х). Для любой фиксированной [c.138]

Глава 6 посвящена прикладным вопросам использования нелинейных и когерентных оптических эффектов в качестве физической основы новых методов лазерного зондирования и повышения эффективности лазерно-навигационных систем. Приведены результаты исследований границ применимости уравнений локации, а также закономерностей нелинейных искажений эхо-сигналов в традиционных схемах зондирования с лазерными источниками повышенной MOuj,HO TH. Изложены результаты разработки нового типа лидаров для дистанционного экспресс-анализа атмосферы методами когерентной и нелинейной оптики. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...