- Лидарные системы
-
В этой статье отсутствует вступление. Пожалуйста, допишите вводную секцию, кратко раскрывающую тему статьи.Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.Содержание
Общие определение и структура лидара
Лидары (light detection and ranging) — лазерные локаторы, используемые для зондирования толщи моря, морской и земной поверхности, атмосферы.
Оптическое зондирование атмосферы основано на рассеянии лазерного излучения исследуемыми объектами. Интервал времени между посылкой импульса и регистрации его приёмником однозначно связан с расстоянием от лазерного передатчика до объекта-рассеивателя.
При дистанционном зондировании атмосферы молекулы газов и аэрозоли являются причиной ослабления проходящего через нее лазерного излучения. Часть излучения рассеивается в обратном направлении (в сторону приемника лидара) на аэрозольных частицах, либо отражается от объектов или специально установленных экранов. Это излучение с помощью приёмной оптики собирается и направляется на фотодетектор, который преобразует его в электрический сигнал, пропорциональный интенсивности принятого оптического излучения.
Основные блоки лидара:- лазер-передатчик;
- передающая оптическая система;
- приемная оптическая система;
- спектроанализирующее и регистрирующее устройство (ФЭУ, CCD — камера, лавинный фотодиод);
- блок обработки сигнала;
- блок управления;
- поворотное устройство;
- система отображения полученной информации.
Типы систем дистанционного зондирования:- бистатическая;
- моностатическая;
Отличие моностатической системы состоит в том, что передатчик и приемник размещены в одном месте, например, на поворотном устройстве.
Использование лидарных систем в аэрокосмическом мониторинге
Лидар, установленный на космическом корабле, может осуществлять зондирование атмосферы в отсутствие облачности с очень хорошим пространственным разрешением по вертикали и горизонтали. Это позволяет ожидать появление систем космического базирования, которые будут проводить глобальные измерения тропосферы. Одной из таких систем является разрабатываемый НАСА (США) атмосферный лидар и высотомер (LASA). К задачам, которые, в частности, будет решать аппаратура LASA относятся:
- контроль за распределением и общим содержанием аэрозолей;
- измерение оптической толщи и высоты облачности;
- оценка атмосферных параметров, таких как влажность, скорость ветра, температура, давление;
- измерение высотных профилей распределения водяного пара и газов;
Аппаратура LASA включает в себя приёмный телескоп, лазерные излучатели, системы стабилизации приборов, температурного контроля и обработки данных. Лидарная система, выведенная на околоземную орбиту, имеет ряд преимуществ над лидарами на самолётах и установленными на земной поверхности, основными из которых являются: возможность зондирования атмосферы на таких длинах волн, излучение которых полностью поглощается в нижних слоях атмосферы, и обеспечение высокой разрешающей способности при синоптических масштабах наблюдения.
Литература
- Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды.
В. И. Козинцев, В. М. Орлов, М. Л. Белов и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002, 527с.
- Стадницкий Г. В. Экология: Учеб. Для химико-технолог. и тех. специальностей вузов. СПб: Химиздат, 2001, 287 с.
См. также
Ссылки
статья из журнала «Наука и жизнь»
сайты
Категории:- Измерительные приборы
- Оптические приборы
- Геодезические приборы
- Астрономические инструменты
- Метеорология
- Робототехника
Wikimedia Foundation. 2010.