Метод многочастотного лазерного зондирования

Первое уравнение наглядно иллюстрирует то обстоятельство, что метод многочастотного лазерного зондирования является оптическим методом непосредственного (прямого) измерения спектрального хода Рл( ) для локального объема дисперсной среды, находящегося на расстоянии г от приемной аппаратуры. Для определения спектра размеров частиц остается лишь обратить вектор [c.95]

Параметризация вычислительных схем метода многочастотного лазерного зондирования [c.99]

С этой точки зрения оператор Dia можно считать оператором выделения регулярных компонент из эмпирических данных. Использование оператора Dia в вычислительной схеме метода многочастотного лазерного зондирования существенно расширяет его [c.113]

В заключение отметим, что не все операторы типа используемые в теории оптического зондирования, удовлетворяют условию (3.42). Подобные примеры уже встречались ранее в теории поляризационного зондирования (см. п. 1.2). Если обратиться к методу многочастотного лазерного зондирования, то можно [c.169]

При изложении теории и численных схем обращения в методе многочастотного лазерного зондирования в той или иной мере уже затрагивались вопросы оптического мониторинга рассеивающей компоненты атмосферы. В пределах настоящего параграфа вновь вернемся к оптическому мониторингу атмосферы, но уже с учетом тех новых информационных возможностей, которые открываются в связи с разработкой метода многочастотного касательного зондирования. Прежде чем приступать к построению теории оптического мониторинга рассеивающей компоненты атмосферы, необходимо сделать несколько замечаний относительно того содержания, которое вкладывается в понятие оптический мониторинг . Поскольку речь идет о рассеивающей компоненте атмосферы, то основная задача мониторинга должна состоять в определении всего комплекса оптических характеристик светорассеяния. Для [c.173]

Метод многочастотного лазерного зондирования 89, 100 --касательного зондирования 150, 163 [c.281]

Монография состоит из четырех разделов. Это прежде всего теория обратных задач светорассеяния полидисперсными системами частиц, теория многочастотного лазерного зондирования как основного оптического метода дистанционного оперативного [c.5]

Из теории многочастотного лазерного зондирования аэрозолей видно, что оптические методы исследования рассеивающих сред эффективны лишь при определенных объемах измерительной информации. Построить содержательную теорию метода зондирования и гарантировать его эффективное применение можно лишь на основе содержательных обратных задач светорассеяния. Ниже дадим краткое изложение теории многочастотного касательного зондирования рассеивающей компоненты атмосферы. Исходным аналитическим аппаратом наших построений, как и ранее, будут служить оптические операторы светорассеяния полидисперсными системами частиц. Одновременно с этим мы распространим операторный. подход и на молекулярное рассеяние в атмосфере. [c.163]

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]

В многочастотных вариантах зондирования указанное разделение осуществляется путем решения линейных систем уравнений типа (3.39). В случае метода лазерного зондирования для этого [c.175]

Выше был дан самый общий анализ исходных систем функциональных уравнений метода многочастотного лазерного зондирования полидисперсных систем и указаны подходы к построению вычислительных схем обращения локационных данных. Однако разработка программных систем автоматизированной обработки данных для конкретных измерительных комплексов требует более тщательной алгоритмической проработки. В пределах данного параграфа будут изложены основные результаты, полученные авторами в этом направлении, и даны соответствующие рекомендации по их практическому применению в практике атмосфернооптических исследований. [c.123]

Методы численного решения систем типа (3.39) будут подробно нами рассматриваться в п. 4.2, а сейчас лишь напомним, что в основе этой системы лежат предположения о сферичности рассеивающих частиц и априорное задание показателя преломления аэрозольного вещества т = т —т"1 в пределах зондируемого слоя [ЯьЯг]. В силу этого изложенная выше теория многочастотного касательного зондирования приводит к вычислительным схемам обращения оптических данных, применимых при тех же исходных допущениях, что и в методе многочастотного лазерного зондирования. Это обусловлено единством методологического подхода к теории оптического зондирования рассеивающей компоненты атмосферы. Вместе с тем необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что требования к выполнению указанных выше допущений существенно различны для указанных двух методов. Действительно, уравнения теории касательного зондирования относительно локальных оптических характеристик светорассеяния являются интегральными, причем первого рода, и поэтому вариации бРех (то же самое бт и б/)ц), обусловленные ошибками Ат в задании подходящих значений т, слабо сказываются на значении интегралов (3.24). В силу этого схемы обращения в методе касательного зондирования более устойчивы к неопределенностям при априорном задании соответствующих оптических операторов в (3.39). В локационных задачах оптические сигналы Р %1,г) прямо пропорциональны значениям аэрозольных коэффициентов обратного рассеяния (Зя(Я/, г), и поэтому вариации бРяг связанные с Дт, непосредственно сказываются на точности интерпретации оптических данных. [c.166]

Костин Б. С., Наац И. Э. Исследование атмосферных аэрозолей методом многочастотного лазерного зондирования. I. Теория метода и основы дистанционного микроструктурного анализа аэрозольных полидисперсных систем.—Деп. в ВИНИТИ, per. № 1566—84 от 13.02.84.—63 с. [c.276]

Костин Б. С., Наац И. Э. Исследование атмосферных аэрозолей методом многочастотного лазерного зондирования. II. Определение спектра размеров и оптических констант аэрозолей пограничного слоя атмосферы.— Деп. в ВИНИТИ, per. № 1485—В86 от 5.03.86.—42 с. [c.277]

Метод многочастотного лазерного зондирования аэрозолей атмосферы был развит и применен на практике в Институте оптики атмосферы [7, 8]. На рис. 3.1 приведена великолепная илллюстра- [c.66]

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]

Учитывая нерегулярный ход высотного распределения аэрозолей в атмосфере, всем интегральным уравнениям теории зондирования придана форма интегралов Стилтьеса. В главе подробно излагаются численные методы для одночастотного варианта касательного зондирования в силу близости обращаемого интегрального уравнения обратным задачам рефракции и атмосферной топографии. Решение систем функциональных уравнений метода многочастотного касательного зондирования по аналогии с методом лазерного зондирования строится на основе итерационных вычислительных схем, содержащих матричные аналоги оптических операторов перехода. В целях раздельного определения характеристик рассеяния молекулярной и аэрозольной компонент [c.148]

Экспериментальная оптическая информация, получаемая с помощью лидара, должна обеспечить прогноз профилей х г) и Dll (А, О, г), с тем чтобы обеспечить данными расчет ядра K h, I) уравнения (3.79) с приемлемой точностью. С математической точки зрения подобную задачу можно считать вполне корректной. Действительно, искомое ядро уравнения (3.79) является интегралом от распределений т(г) и Dn(z, О). Поскольку в функциональных уравнениях интегралы выступают в роли операторов сжатия, то случайные компоненты в функциях т(г) и Du (г), обусловленные измерительными шумами, не должны существенно влиять на ядро K hyl). К тому же следует иметь в виду, что если т(г) и Du (г) оцениваются по данным многочастотного лазерного зондирования, то регуляризирующие методики построения преобразований и 3 ->-Dii заведомо подавляют ошибки лидарных измерений. Таким образом, в любой ситуации можно полагать, что вариации бт(/С) и 6d K) функционала /С[т, D] будут меньше вариаций бти 6D, обусловленных ошибками в определении т(г) и Du(z). В этом смысле мы и называли задачу определения ядра K Uh) методом обращения многочастотных лидарных измерений вполне коррект- [c.212]

Развитый в первой главе метод оптических операторов используется во второй главе как рабочий аппарат при построении теории многочастотной лазерной локации рассеивающей компоненты атмосферы. Изложение теории лазерного зондирования в основном носит конспективный характер, поскольку ранее она подробно излагалась в работах авторов [17, 36]. Основное внимание уделяется изложению алгоритмов обработки и интерпретации данных двух- и трехчастотного зондирования аэрозолей нижней атмосферы, осуществляемого с целью контроля пространственно-временной изменчивости их оптических характеристик. Информационные возможности лидаров и соответствующая техника интерпретации оптических данных иллюстрируются практическим примером локации нижней стратосферы. В связи с тем что многочастотные лидары могут служить средством для исследования атмосферных процессов, интересна постановка таких обратных [c.9]

Обоснование принципиальной возможности решения сложных информационных задач, таких как определение полей оптических характеристик светорассеяния в атмосфере, аэрозольных микрофизических характеристик, метеопараметров, концентрации загрязняющих дисперсных и газовых компонент и т. д., потребовало разработки теории многочастотной лазерной локации [18, 2Г. В пределах настоящей главы дается краткое изложение основ-этой теории, основанной на операторном подходе к обратным задачам светорассеяния и развитого в предыдущей главе. В этом отношении можно говорить еще об одном применении операторов, перехода к разработке теории конкретного оптического метода зондирования. Напомним, что в первой главе речь шла о методе поляризационного зондирования локальных объемов рассеивающей среды. [c.87]

Из многочастотных лидаров в практике атмосферно-оптиче-ских исследований к настояш,ему времени наибольшее распространение получили двухчастотные системы лазерного зондирования. Как правило, они используют в качестве источников стандартные ОКГ на 0,69 либо 1,06 мкм с удвоителями частоты. В связи с этим представляет определенный практический интерес подробнее изложить теорию двухчастотиого лазерного зондирования атмосферных аэрозолей как частный вариант общей теории метода многочастотного зондирования аэрозольных систем. С одной стороны, это позволит более ясно представить содержание самой теории, а с другой — более полно оценить информационные возможности простых измерительных комплексов, какими являются, в частности, двухчастотные лидары. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...