WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |

Величко, александр павлович разработка ик­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы москва

-- [ Страница 15 ] --

Допустим tg а2 = 2 tg щ, тогда Рис. 4.3. Оптическая схема фотографического метода определения высоты нижней границы облачности (горизонтальное расположение Для определения погрешности АН рассчитаем максимальные и минимальные значения высоты нижней границы облачности для заданных высот:

В таблицу 4.2 для сравнения внесены погрешности измерения высоты нижней границы облака при вертикальном и горизонтальном расположении фотокамер.

1000 м Исходя из результатов вычислений, можно сделать вывод, что для получения аналогичной (при вертикальном расположении фотокамер) погрешности при горизонтальном расположении требуется обеспечить расстояние между камерами более 150 м. Но это создает определенные неудобства при связи операторов камер между собой, а также при выборе точки наведения на объект и при обработке полученной информации.

Поэтому удобнее использовать метод при вертикальном расположении фотокамер, так как конструкция в этом случае малогабаритная и работу может выполнять один оператор.

4.2. Методики расчета скорости движения облака по фотоснимкам, полученных цифровой камерой ИК-радиометрического комплекса По результатам измерений и по результатам полученных фотографий можно определить скорость движения облаков.

А. Суть предлагаемого метода состоит в следующем: зная основные параметры фотографической съемки (увеличение, фокусное расстояние, размеры пиксела приемника излучения - первого элемента), можно определить размеры кадра, а также высоту облачности по линейной диаграмме.

Используя паспортные данные цифровой фотокамеры "Olympus СZOOM", рассчитываем угол обзора.

где а - половрша диагонали матрицы фотокамеры, /? - увеличение фотокамеры, / 'об - фокусное расстояние объектива фотокамеры:

где Ннг - высота нижней границы облака (км);

ЛТ = Твозд ^ - Тнг ^ - разность температуры приземного слоя атмосферы и нижней границы облачности соответственно;

град Т = 0,67° / ЮОм - средний температурный градиент, учитывающий изменения в атмосфере за длительный период времени (аэрозоли, турбулентность, дымку).

(Стрелкой показано направление ветра. В - точка привязки. А, С положение определенного облака в пределах кадра в различные моменты Результаты, получершые по формуле 4.14, носят приблизительный характер. Чтобы определить высоту нижней границы облака более точно, используется например, метод, приведенный в подразделе 4.1.

На рис. 4.4 и 4.5 представлены две фотографии, полученные цифровой камерой с одной и той же позиции через некоторый промежуток времени.

Рис. 4.6. Температурно-временная диаграмма.

рассматриваемого участка облачности по направлению ее неремещения, полученная ИК-термометром фирмы «Raytek». По этой диаграмме определяем температуру нижней границы исследуемого облака:

Тогда, согласно формуле 4.14 получаем Зная высоту облака, можно определить масштаб его изображений, полученных на фотоснимках (рис. 4.4, 4.5).

Размер участка облачности на высоте 3,03 км, ограниченного углом поля зрения цифровой фотокамеры, будет равен:

Установим размер изображений исследуемого участка неба (рис.

4.4, 4.5), например, 9 х 12 см, следовательно, диагональ фотоснимков будет составлять 15 см. Отсюда получаем масштаб данных изображений:

отрезок на фотоснимке в 1 см соответствует 47,3 м (М = 47,3м/см).

Смещение облака за время t по фотоснимкам размерами 9 х 12 см равно:

Тогда скорость движения облаков равна:

облака (временной промежуток между съемками), оно составляло t = мин.

С учетом масштаба изображений реальное смещение облака за минут составит:

В результате скорость движения исследуемого облака будет равна:

Б. Другой метод определения скорости облаков заключается в сопоставлении фотоснимка, полученного цифровой фотокамерой и температурно-временной диаграммы ИК-термометра по характерным точкам или участкам облачности (рис. 4.7).

Зная основные параметры фотосъемки, определяем высоту данного облака и его реальный размер по методике, изложенной в пункте А.

Определив по диаграмме время прохождения этого облака через точку зондирования, легко определить скорость движения облака.

Для облачности, изображение которой получено такой же цифровой камерой, как и в предыдущем примере, и представлено на рис. 4.7, получаем следуюпще результаты:

Высота нижней границы облачности Ннг = 4,48 км масштаб М = 44,86 м/см;

Время прохождения облака. / = 2 мин = 0,03 ч.

По аналогии с первым случаем рассчитываем скорость движения облака:

Основным недостатком данного метода является сложность в определении и сопоставлении характерных точек и участков при сплошной и однообразной облачности.

сформулированы следующим образом:

1. Решена задача повышения точности ИК-радиометрических измерений теплового излучения атмосферы в широком диапазоне радиащюнных температур, что стало возможным благодаря разработке новых принщ^пов построения и калибровки ИК-радиометров, за счет повышения стабильности характеристик всех основных узлов, входящих в радиометрический комплекс. Погрешность измерений не превысила 0,4 % в интервале температур от 200°К до 3000 - 6000°К для высоко температурных источников.

дисташщонного измерения метеопараметров атмосферы:

- сканирующая ИК-радио- и фотометрическая установка для непрерывного измерения параметров движущихся метеообъектов;

полупрозрачной облачности;

фотодальномер.





комплекса позволили использовать его для разработки методов, обеспечивающих определение водяного пара в атмосфере, антропогенных загрязнений, оптических параметров полупрозрачной облачности в различные сезоны года.

4. Разработаны и внедрены методы градуировки ИКрадиометричекого комплекса, как в лаборатории, так и в полевых условиях без использования специальных вакуумных камер в диапазоне температур 80 - 330°К, получены спектральные и иные параметры основных узлов и элементов, входящих в состав ИК-радиометрического комплекса, которые необходимы для проведения энергетических расчетов и сопоставле1шя расчетных данных с экспериментальными.

5. Использование ИК-радиометрических комплексов в различные сезоны года позволило получить ряд научных результатов, которые могут иметь и самостоятельное значение. Отметим некоторые из них:

- получены данные о коэффициенте пропускания полупрозрачной облачности верхнего и среднего яруса, причем эти данные получены как в результате анализа измерений их нисходящего излучения, так и по пропусканию ими излучения высокотемпературного источника (Солнца);

- статистические данные, полученные в результате спектрального анализа и данных радиозондирования.

Особенно хотелось бы отметить результаты цикла работ, которые не вошли в данную работу, но были выполнены с ИК-радиометрическим комплексом на Кара-Дагской научной базе ГГО им. Воейкова и Звенигородской базе ИФА РАН. Тогда эта аппаратура использовалась в составе микроволново-лидарного комплекса. Результаты этих работ послужили основой для разработки новых методов определения водности облачности.

1. Абакумова Г.М. и др. Радиационные параметры безоблачной атмосферы Москвы и Звенигорода в июле - сентябре 1992 года// Изв. РАН, Физика атмосферы и океана, 1994, т.ЗО, №2, с.204-209.

2. Абрамян Ю. А., Гаснарян Ф. В., Мартиросян Р. М. Пороговые характеристики фотодетекторов. ИК-радиометры и основные материалы современной фотоэлектроники. Ереван: ЕГУ, 2000,153с.

3. Атмосфера. Снравочник. Л.: ГИМИЗ, 1991,509 с.

4. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая онтика: Учебник.

М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1998, 656 с.

5. Бажанов Ю.В., Берденников А.В., Дучицкий А.С. и др.

Объективы для работы с матричными преемниками излучения в области спектра 8... 14 мкм // Оптич. Журнал, 2002, т.69, №12, с. 35-36.

6. Богомолов Н.А., Сидоров В.И., Усольцев И.Ф. Приемные устройства ИК-систем. М.: Радио и связь, 1987,208 с.

7. Боровиков A.M., Мазин И.Г., Невзоров А.Н., Шугаев В.Ф. Ос троении облаков в восточной части тропической Атлантики // «ТРОПЭКСт. 1, Л.: Гидрометиздат, 1976, с. 495-501.

8. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для мнженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука, 1980,976 с.

управления высокоточными измерительными системами // Оптич. журнал.

2002, т. 69, №4, с. 2630.

10. Будыко М.И. О связи альбедо подстилающей поверхности с изменениями климата//Метеорология и гидрология, №6,1998, с. 5-11.

11. Бютнер Э.К. Динамика приповерхностного слоя воздуха. Л.:

Гидрометеоиздат, 1998,158 с.

облаков на условия полетов. М.: ГИМИЗ, 1984,16 с.

13. Величко А.П. «Градуировка ИК-радиометра по эталонному излучателю» Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики // Научные труды IX Международной научнопрактической конференции (г. Сочи, 2006 г.), кн. Приборостроение. М., 2006.

14. Величко А.П. «Градуировка ИК-радиометра по контрольному приборостроения, информатики и экономики // Научные труды IX Международной научно-практической конференции (г. Сочи, 2006 г.), кн. Приборостроение. М., 2006.

15. Волков. Ю.А., Блохина И.Н., Репина И.А. Радиационные потоки поверхности Земли по данным измерений и численного моделирования //Метеорология и гидрология, №7,1999, с. 14-21.

облачности и выделение зон осадков регионального масштаба по данным полярно-орбитальных метеорологических ИСЗ // МиГ, 4, с. 28-38.

17. Головко В.А., Козодеров В.В., 2000: Радиационный баланс Земли: новые приложения для изучения стихийных бедствий из космоса // ИЗК, 1,с.26-41.

18. Горелик А.Г., Величко А.П., Панова Т.А., Шишков П.О. «Пути новышения надежности интерпретации метеорологической информации, полученной при помощи радиолокационных средств» // Научные труды XXI Всероссийского симпозиума «Радиолокационное зондирование природных сред», С.Петербург: 2002.

19. Горчакова И.А., Репина И.А., Фейгельсон Е.М. Воздействие облаков на радиационный теплообмен в атмосфере // Известия РАН, Физика атмосферы и океана, 1998, т. 34, ]*^Ь1, с. 153-156.

20. Госсорг Ж. «ИК термография», М.: «Мир», 1988, 399 с.

21. Заболотских Е.В., Тимофеев Ю.М., Успенский А.Б. и др., 2002:

О точности микроволновых спутниковых измерений скорости приводного ветра, влагосодержа1шя атмосферы и водозапаса облаков // Изв. РАН, ФЛО, 38,5, с. 1-6.

22. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех). М.: Сов. Радио, 1987. 368 с.

23. Ишанин Г.Г. и др. «Приемники излучения оптических и оптико-электронных приборов». Л.: «Машиностроение», 1986.

24. Иванов В.П. Прикладная оптика атмосферы в тепловидении.

Казань: Новое знание, 2000. 357 с.

25. Источники и приемники излучения: Учеб. пособие для вузов / Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Андреев А.Л., Польшиков Г.В. СПб.:

Политехника, 1999. 240 с.

зондирование атмосферы. М.: Наука, 1985,198 с.

спутниковых измерений уходящего неравновесного ИК излучения в 15 мкм полосе СОг: 1. Описание метода и анализ точности // Изв. АН, ФАО, 37, 6, с. 789-800.

28. Косцов B.C., Ю.М. Тимофеев, К. Гроссманн и др., 2001:

Интерпретация спутниковых измерений уходящего неравновесного ИК излучения в 15 мкм полосе СОг: 2. Примеры обработки данных эксперимента CRISTA // Изв. РАН, ФАО 37,6, с. 801-810.

29. Качурин Л.Г. «Методы метеорологических измерений». Л.:



Pages:     | 1 |   ...   | 13 | 14 || 16 | 17 |
 


Похожие работы:

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.