ТЕОРИЯ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ

Изложена общая теория лазерной локации и принципы построения лазерных локационных средств, предназначенных для решения широкого круга практических задач. С единых позиций теории статистических решений рассмотрены основные вопросы оптимального приема лазерных локационных сигналов. Проанализированы методы обработки траекторных измерений, различные способы получения некоординатной информации, включая голо-графическую, интерферометрическую и адаптивную. На конкретных примерах рассмотрены основные принципы построения экспериментальных лазерных средств. [c.221]

ТЕОРИЯ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ [c.7]

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]

Книга состоит из двух частей, посвященных теории и технике лазерной локации. По нашему мнению, такой порядок изложения материала наиболее рационален и позволяет более глубоко и детально изучить соответствующие вопросы. В основу систематизации существующих лазерных локационных средств во второй части книги положены режим излучения передатчика и функциональное назначение локатора, что представляется наиболее ответственным, хотя возможны и другие подходы. [c.3]

Основываясь на уже разработанных положениях теории радиолокации, лазерная локация, в свою очередь, стимулировала развитие новых важных научных направлений, внесших существенный вклад в общую проблему локационных систем. В первых работах, посвященных приему лазерных сигналов, было показано, что для обработки последних необходимо синтезировать новые методы и алгоритмы. Этот вывод явился следствием нескольких причин. [c.5]

В ряде случаев результаты интерпретации данных многочастотной лазерной локации могут заметно зависеть от ошибок априорного выбора показателя преломления аэрозольного вещества. Знание этих оптических констант необходимо, в частности, для корректного построения соответствующих оптических операторов. В главе излагаются методики коррекции результатов интерпретации, основанные на сопутствующих измерениях коэффициентов ослабления (дальности видимости). Последовательное развитие этого подхода к устранению неопределенностей, присущих атмо-сферно-оптическим наблюдениям, приводит к идее оптического мониторинга атмосферы как совокупности взаимоувязанных обратных оптических задач. Изложение теории подобного Мониторинга отнесено в третью главу. [c.88]

Численные методы теории многочастотной лазерной локации дисперсных сред [c.123]

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]

Из теории Ми следует, что ансамбль частиц, состоящих из идеальных сфер, при рассеянии строго назад должен сохранять состояние поляризации, присущее пучку возбуждающего излучения. Например, если лазерное излучение линейно поляризованно в какой-то плоскости, то и однократно рассеянное в направлении 180° поляризованно в этой же плоскости. Возможное изменение состояния поляризации за счет конечного значения угловых апертур приемника и передатчика в системах лазерной локации, как правило, пренебрежимо мало из-за малости апертур. Поэтому наблюдающаяся в экспериментах деполяризация однократно рассеянного излучения обусловлена отклонением формы частиц от сферической. Если оптические свойства аэрозоля вдоль трассы зондирования остаются неизменными, то такой же должна оставаться деполяризация однократно рассеянного излучения, поскольку в этом случае отношение второй компоненты вектора Стокса к первой зависит лишь от отношения соответствующих компонент матрицы рассеяния и не зависит от оптической толщи. [c.96]

Пространственную когерентность часто определяют как способность светового пучка давать четкую интерференционную картину лучей, взятых в одно и то же время из разных поперечных участков пучка [8—11]. Иными словами, световые волны, идущие в разных поперечных участках луча, колеблются в фазе друг с другом. Если такое условие выполняется для всего поперечного сечения пучка, то последний полностью пространственно когерентен. Теория распространения световых пучков, развития на основе вторичных источников Гюйгенса [10, 11], показывает, что чем больше пространственная когерентность пучка, тем меньшую расходимость он имеет. Поэтому лазерные пучки, обладающие высокой пространственной когерентностью, отличаются прежде всего малой расходимостью по сравнению с пучками обычных источников света (например, ламп накаливания). Малая расходимость позволяет переносить энергию на большие расстояния, фокусировать ее в весьма малые объемы. Эти свойства, в свою очередь, открывают новые возможности для систем локации и связи, для тонких и специальных технологических процессов (сверх чистой микросварки, пайки, резки, для хирургии, офтальмологии и т. п.). [c.4]

В результате лазерная локация сегодня представляет собой са-. мостоятельное научно-техническое направление, для которого характерно наличие логически стройной теории и своеобразной технической "базы. [c.6]

Полученные результаты позволяют перейти непосредственно к синтезу алгоритмов распознавания и анализу их эффективности. Естественно, что для распознавания особое значение имеет информация, закодированная в пространственной структуре лазерного излучения, по которой можно судить о форме лоцируемой цели и о характеристиках ее поверхности, В повседневной практике подобная информация получается непосредственно из анализа оптических изображений. Однако в лазерной локации даже тогда, когда влияние турбулентной атмосферы оказывается незначительным, формируемое изображение настолько отличается от обычного (см. гл. 2), что воспользоваться известными алгоритмами оказывается возможным лишь при весьма существенном их усовершенствовании. В общем случае оптимальная обработка приводит к более сложным операциям нежели формирование изображения, что естественно усложняет вид той информации, которая поступает на вход алгоритмов распознавания. Отмеченные особенности предъявляемой для распознавания информации, обладающей к тому же ярко выраженным статистическим характером, приводят к необходимости при синтезе алгоритмов распознавания опираться на основные принципы теории статистических решений. [c.132]

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]

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]

ЭТИХ стимулов поиск уже не мог прекратиться. Во все времена находилось достаточно людей, которые продолжали исследования из интереса к задаче самой по себе. К тому же по мере уточнения методов наблюдений старые теории становились недостаточно точными или в них обнаруживались ошибки и их надо было заменять (например, развитие Дамуазо теории Лапласа). В последнее время исследования в геофизике и теории приливов (в сочетании с методами лазерной локации Луны) дали возможность более точно вычислять эфемериды Луны. [c.297]

Монография рассчитана на подготовленного читателя, знакомого с основными положениями классической статистической теории связи, и может быть использована при проектировании высокоинформативных лазерных систем связи, передающих информацию на большие расстояния, систем поиска, локации и измерения параметров движеипя объектов. Она представляет интерес для науч- [c.5]

В первом томе монографии (части I и И) рассматриваются теория однократного рассеяния и теория переноса излучения. Теория однократного рассеяния применима для описания рассеяния волн в разреженных облаках рассеивателей. Она охватывает большое число встречающихся на практике ситуаций, включая радиолокацию, а также лазерную и акустическую локацию в различных средах. Относительная математическая простота этой теории позволяет без излишних трудностей ввести большинство фундаментальных понятий, таких как полоса когерентности, время когерентности, временная частота, и рассмотреть движение рассеивателей и распространение импульсов. Мы приводим также некоторые оценочные значения характеристик частиц в атмосфере, океане и в. биологических средах. Теория переноса излучения, которую также называют кратко теорией переноса, имеет дело с изменением интенсивности волны, распространяющейся через случайное облако рассеивателей. Эта теория используется при решении многих задач рассеяния оптического и СВЧ излучения в атмосфере и биологических средах. В книге описываются различные приближенные способы решения, включая диффузионное приблнл<ение, метод Кубелки — Мунка, плоскослоистое приближение, приближение изотропного рассеяния и малоугловое приближение. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...