Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Сравнительный анализ дальности зондирования для различных вариантов аэрозольного лидара

# 01, январь 2015
DOI: 10.7463/0115.0754084
Файл статьи: SE-BMSTU...o128.pdf (970.95Кб)
авторы: Иванов С. Е., Филимонов П. А., Белов М. Л., Федотов Ю. В., Городничев В. А.

УДК 551.501

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Аэрозольные лидары, предназначенные для оперативного мониторинга атмосферы, позволяют дистанционно определять характеристики атмосферного аэрозоля и облачных образований в атмосфере.
Одним из первых вопросов, которые решают при проектировании лазерных систем, является определение потенциальной дальности работы лазерной системы.
Дальность работы лазерной системы зависит от используемого в лазерной системе алгоритма обработки лазерных сигналов и ее можно оценить из условия равенства (для предельной дальности) ‘энергетических характеристик полезного лазерного сигнала (приходящего на приемник) и пороговых энергетических характеристик приемника лазерной системы.
На сегодняшний день практически все существующие аэрозольные лидары работают при относительно низкой частоте повторения импульсов и с достаточно мощными одиночными импульсами. Альтернативой этому является работа с высокой частотой повторения импульсов и с низкой мощностью одиночных импульсов.
В работе проведен сравнительный анализ дальности зондирования аэрозольного лидара в УФ (0,355 мкм), видимом (0,532 мкм) и ближнем ИК (1,064 мкм) спектральных диапазонах для различных вариантов лидара (для разной частоты повторения лазерных импульсов и разных алгоритмах обработки лазерных локационных сигналов).
Для оценки предельных дальностей зондирования   использовались три разных алгоритма: - равенство мощности полезного сигнала и пороговой мощности приемника; равенство энергии полезного сигнала в режиме без накопления и минимально обнаруживаемой (пороговой) энергии в режиме без накопления; равенство энергии  полезного сигнала в режиме с накоплением и минимально обнаруживаемой (пороговой) энергии в режиме с накоплением.
Результаты математического моделирования показывают, что режим накопления сигналов обеспечивает существенно большую дальность зондирования, чем режим без накопления сигналов. Предельная дальность зондирования в режиме накопления сигналов определяется зависимостью энергии в импульсе лазера от частоты повторения.

Список литературы
  1. Аэрозольный лидар CATS // L aser- P ortal.ru: Лазерный Портал. Режим доступа: http://www.laserportal.ru/content_956 (дата обращения 20.12.2014).
  2. Кобелев В.В. Лазерное зондирование атмосферы // Астрофизическая обсерватория БелГУ: сайт. Режим доступа: http://astro.bsu.edu.ru/lidar.htm (дата обращения 20.12.2014).
  3. Бурлаков В.Д., Долгий С.И., Невзоров А.В. Трехчастотный лидар для зондирования микроструктурных характеристик стратосферного аэрозоля // Приборы и техника эксперимента. 2010. № 6. С . 125-130.
  4. Алексеев В.А., Ляш А.Н., Першин С.М. Лидарный мониторинг тектонической активности в Тамани по выбросам аэрозолей. Отработка метода // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. Т.1, вып. 1. С. 356-363. Режим доступа:http://www.iki.rssi.ru/earth/trudi/v-06.pdf (дата обращения 20.12.2014).
  5. Волков Н.Н. Выбор параметров многоволнового аэрозольного лидара для дистанционного зондирования атмосферы // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 1 (77). С . 7-9.
  6. Лазерные лидарные комплексы // НПП «Адвент»: сайт компании. Режим доступа:http://www.adventspb.ru/science/6/ (дата обращения 20.12.2014).
  7. Козинцев В.И., Орлов В.М., Белов М.Л., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды. 2-е изд., доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 528 с.
  8. Козинцев В.И., Белов М.Л., Орлов В.М., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Основы импульсной лазерной локации. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 573 c.
  9. Медведев Е.М., Данилин И.М., Мельников С.Р. Лазерная локация земли и леса. Красноярск: Института леса СО РАН, 2007. 230 с .
  10. Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Челибанов В.П. Приемники излучения. СПб.: Папирус, 2003. 527 с.
  11. Кугейко М.М. Тема 10. Выбор и расчет параметров элементов лазерно-спектральных систем диагностики рассеивающих сред // Лазерная диагностика и спектроскопия. Минск: БГУ, 2002. С. 221-259. Режим доступа:http://www.rfe.by/elib/education/download/lazernaja-diagnostika/tema10.pdf (дата обращения 20.03.2014).
  12. Measures R.M. Laser remote sensing. Fundamentals and applications. J. Wiley &Sons, New York, 1984. 510 p.
  13. Nano Series Ultra Compact Pulsed Nd:YAG Lasers. Product Range Specification. Режим доступа : http://www.kenelec.com.au/sitebuilder/products/files/1138/nanorange specification.pdf ( дата обращения 20.12.2014).
  14. NL220 series // EKSPLA: company website. Режим доступа:http://www.ekspla.com/product/nl220-series-nanosecond-q-switched-dpss-ndyag-lasers (дата обращения 20.12.2014).
  15. Photomultiplier tube // Hamamatsu: company website. Режим доступа: http://www.hamamatsu.com/us/en/product/category/3100/3001/index.html (дата обращения 20.12.2014).
  16. Handbook of Geophysics and space environment / ed. by S.B. Valley. AFCRL, US Airforce, 1965.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2019 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)