Системы с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных волн, иных чем радиоволны: ..системы лидаров для метеорологических целей – G01S 17/95

В наблюдаемое облако с установленного на поверхности Земли или вблизи этой поверхности лазерного излучателя в тело облака посылают импульсное лазерное излучение с длительностью импульсов излучения 10-20 нс и с промежутком времени между импульсами не более 2 с. Лазерное излучение посылают в облако таким образом, чтобы оно было направлено вертикально вверх или вниз. Определяют направление и скорость перемещения самого лазерного излучателя, в случае если он установлен на подвижном объекте и перемещается вместе с ним. В том же месте где установлен лазерный излучатель принимают рассеянное излучение и фиксируют время прихода. Выделяют из этих сигналов, по меньшей мере, два, отстоящих друг от друга по времени не более чем на 2 с. С помощью оптического телескопического устройства формируют изображения от каждого из принятых сигналов, представляющие собой картины двумерного распределения интенсивности. По этим изображениям формируют двумерную взаимно-корреляционную функцию. По положению максимума взаимно-корреляционной функции определяют величину пространственного сдвига двух изображений относительно друг друга. По этому сдвигу с учетом времени между полученными изображениями вычисляют скорость и направление перемещения наблюдаемого облака. Технический результат - получение высококонтрастных изображений малых частей облака, разделенных друг от друга временным интервалом. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно - к способам определения характеристик слабо рассеивающей атмосферы. Согласно способу осуществляют посылку в атмосферу световых импульсов из точек, разнесенных в пространстве, по пересекающимся трассам зондирования, проходящим по неколлинеарным направлениям. Осуществляют прием эхо-сигналов в точках посылки, осуществляют посылку световых импульсов по дополнительным трассам, каждая из которых пересекает все предыдущие трассы. Общее число трасс - не менее пяти. Характеристики атмосферы определяют по мощностям этих сигналов с использованием расчетных формул. Технический результат - повышение точности определений за счет корректного учета фоновой засветки атмосферы. 1 ил.

Способ может быть использован для метеорологических наблюдений, например дистанционного определения смерчей, грозовых состояний облачности, тайфунов, а так же наблюдения движения летательных аппаратов. В способе посредством широкопанорамной автоматизированной сканирующей системы осуществляют сканирование в диапазоне собственного излучения поля облачности и регистрируют набор кадров, которые представляют собой набор матриц, где по горизонтали - N значений, а по вертикали - М, и каждое из N*M значений представляет собой конкретную область - изображение в инфракрасной области на небесной сфере. Осуществляют изменение формы матрицы для перехода от угловых координат к декартовым координатам, производят попарное сравнение всех соседних кадров и для каждой пары определяют направление сдвига, для чего определяют наиболее вероятный сдвиг между кадрами. Вычисляют сдвиги для всего набора кадров и строят ломаную линию, усреднение которой дает вектор движения нижней границы облачности, по которому определяют направление и скорость ее движения. Технический результат - автоматизация и повышение точности определения направления и скорости движения нижней границы облачности в реальном масштабе времени и расширение функциональных возможностей метеорологических наблюдений. 2 ил.

Изобретение относится к измерениям турбулентностей атмосферы с помощью лидарной системы, в частности на борту летательных аппаратов. В направлении интересующей области пространства посылают расширенный импульсный лазерный луч (12) с заданной длиной волны и принимают обратно рассеянный свет из интересующей области пространства, причем в первый момент времени t1 и во второй момент времени t2 после посылки лазерного импульса (L) измеряют распределение интенсивности в поперечном сечении потока обратно рассеянного света и на основании сравнения двух распределений интенсивности определяют турбулентность атмосферы в поле измерений, определяемом моментами времени t1 и t2. При этом с помощью камер (21, 22) получают снимки спекл-картин. Блок (30) обработки данных устанавливает взаимную корреляцию снимков для визуализации турбулентности и отображения ее на мониторе (35). Изобретение позволяет обнаруживать неоднородности и движения воздуха на большой площади. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ заключается в том, что атмосферу зондируют двумя импульсными лазерными пучками, распространяющимися с малым, до 10 градусов, угловым расстоянием между ними, а затем регистрируют сигналы от рассеивающих объемов аэрозольных неоднородностей. Облучение атмосферы осуществляют лазерными импульсами с длительностью , определяемой минимальным расстоянием d_min между рассеивающими объемами в атмосфере и скоростью света С. Количество рассеивающих объемов n>2 выбирают исходя из требуемой угловой точности определения направления ветра. Затем определяют минимальные значения взаимно-структурных функций S_1,i( )= [U₁(t)-U_i(t+ )]² между сигналом U₁(t) от рассеивающего объема 1 первого пучка и сигналами U_i(t), i=2 n от рассеивающих объемов 2 i n второго пучка. За направление ветра принимают направление между рассеивающим объемом 1 и рассеивающим объемом с наименьшим минимальным значением взаимно-структурной функции. Величину и знак скорости ветра определяют по временному положению минимума взаимно-структурной функции сигналов для этих рассеивающих объемов и по расстоянию между этими объемами. Технический результат заключается в повышении точности оперативных дистанционных определений скорости и направления ветра. 2 ил., 2 табл.

Настоящее изобретение относится к системе раннего измерения турбулентности перед летательным аппаратом. Техническим результатом изобретения является измерение скорости ветра впереди летательного аппарата на расстоянии, достаточном, чтобы успеть привести в действие плоскости управления летательного аппарата с опережением по времени. Система раннего измерения турбулентности содержит лидар, излучающий оптический пучок вперед перед летательным аппаратом и принимающий обратно рассеянный оптический пучок, устройство прямого детектирования, связанное со средствами управления, первый блок обработки, использующий первый алгоритм с внутренней коррекцией, и второй блок обработки, использующий второй алгоритм с внешней коррекцией, выдающий, в случае необходимости, командные сигналы для приводов, по меньшей мере, одной плоскости управления летательного аппарата. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

В группе изобретений генерируемая лазером импульсная волна разделяется светоделителем на две компоненты, одна из которых, зондирующая волна, с помощью антенны направляется в зондируемый объем атмосферы, в то время как другая с помощью фокусатора вводится в КОР и выводится из него в виде частотно-повторяющейся (с периодом T_ring) последовательности импульсов, пропускается через оптоволоконный разветвитель и поступает на вход оптоволоконного мультипликатора. В оптоволоконном мультипликаторе указанная частотно-повторяющаяся (с периодом T_ring) последовательность внутриволоконных импульсов трансформируется в квазинепрерывную (с медленным экспоненциальным затуханием) внутриволоконную опорную волну, наделенную свойством МВК со временем мультиплицированной временной когерентности _м=T_ring. Далее с выхода оптоволоконного мультипликатора опорная волна поступает в оптоволоконный разветвитель, пропускается через него и АОМ, оптоволоконный сумматор. В сумматоре опорная волна претерпевает внутриволоконное смешение с сигнальной волной, которая поступает из волоконно-сопряженной приемной антенны, сопрягается с приемной частью оптоволоконного тракта лидара и через оптоволоконный разветвитель вводится в оптоволоконный мультипликатор. В оптоволоконном мультипликаторе внутриволоконная сигнальная волна подвергается мультиплицированию, приобретая при этом свойство МВК, и через оптоволоконный разветвитель поступает в сумматор. В процессе мультиплицирования сигнальной волны каждый ее фрагмент длительностью t1 преобразуется в составной фрагмент длительностью _м=T_ring и наделяется свойствами МВК. Технический результат - увеличение функциональных возможностей, выражающихся в увеличении дальности зондирования и упрощении схемы, улучшение эксплуатационных характеристик и удешевление лидара. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области систем оптической локации для метеорологических целей и может быть использовано для бесконтактного измерения профилей температуры пограничного слоя атмосферы. Достигаемым техническим результатом является повышение энергетической эффективности системы и повышение точности измерений температуры. Указанный результат достигается за счет того, что акустооптический локатор содержит оптический источник, генератор акустического сигнала, (k+1) фотоприемников, где (k=1, 2, 3,...), блок обработки, блок индикации, блок управления, (k+1) частотомеров и (k+1) фазовых детекторов, соединенных определенным образом между собой, причем в качестве оптического источника используют некогерентный оптический источник. 2 ил.

Изобретение относится к способу обнаружения и определения местонахождения лесных пожаров на ранней стадии с использованием лидара. В простейшей конфигурации система содержит лазер и управляющий компьютер, который управляет системой сканирования лазерным лучом и производит автоматическое распознавание идентификационных признаков дыма в лидарном сигнале на основе алгоритма нейронной сети. Процедура сканирования оптимизирована для конкретной топографии и других характеристик площади наблюдения. Нейронная сеть смоделирована или выполнена в виде сопроцессора. Для охвата более широких площадей несколько лидарных станций могут быть объединены в сеть, что позволяет производить одновременное сканирование подозрительных площадей с помощью нескольких соседних лидаров для обеспечения максимальной эффективности и снижения числа ложных сигналов тревоги. Система позволяет обнаружить и определить местонахождение пожаров раньше и на большем расстоянии, чем пассивные системы, имеющие более низкую чувствительность. 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.