Том 29, номер 04, статья № 6

Маракасов Д.А. Оценка средней скорости ветра из корреляции смещений центров тяжести изображений некогерентных источников в турбулентной атмосфере. // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 04. С. 294–299.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Проводится анализ возможностей оценки вектора поперечной скорости ветра из временной статистики интегральных характеристик изображения некогерентных источников – принимаемой мощности и смещения центра тяжести изображения. Для режима слабых флуктуаций получены выражения для взаимных корреляционных функций смещений центров тяжести пары некогерентных источников, регистрируемых парой разнесенных приемников. Установлено, что максимум корреляционной функции смещен из начала координат, причем величина смещения определяется скоростью ветра на трассе. Показано, что положение максимума и форма корреляционных функций позволяют оценить усредненный вдоль трассы вектор поперечной скорости ветра. Сформулированы условия регистрации, достаточные для выполнения оценки среднего ветра.

Ключевые слова:

некогерентный источник, изображение, интегральная скорость ветра, взаимная корреляционная функция, турбулентность

Список литературы:


1. Johnston R., Dainty C., Wooder N., Lane R. Generalized scintillation detection and ranging results obtained by use of a modified inversion technique // Appl. Opt. 2002. V. 41, N 32. P. 6768–6772.
2. Kluckers V.A., Wooder N.J., Nicholls T.W., Adcock M.J., Munro I., Dainty J.C. Profiling of atmospheric turbulence strength and velocity using generalized SCIDAR technique // Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 1998. V. 130, iss. 1. P. 141–155.
3. Prieur J.-L., Avila R., Daigne G., Vernin J. Automatic determination of wind profiles with generalized SCIDAR // Pub. Astron. Soc. Pac. 2004. V. 116, N 822. P. 778–789.
4. Cheon Y., Muschinski A. Closed-form approximations for the angle-of-arrival variance of plane and spherical waves propagating through homogeneous and isotropic turbulence // J. Opt. Soc. Amer. A. 2007. V. 24, N 2. P. 415–422.
5. Cheon Y., Hohreiter V., Behn M., Muschinski A. Angle-of-arrival anemometry by means of a large-aperture Schmidt–Cassegrain telescope equipped with a CCD camera // J. Opt. Soc. Amer. A. 2007. V. 24, N 11. P. 3478–3492
6. Banakh V.A., Marakasov D.A. Wind profiling based on the optical beam intensity statistics in a turbulent atmosphere // J. Opt. Soc. Amer. A. V. 24, N 20. P. 3245–3254.
7. Афанасьев А.Л., Банах В.А., Ростов А.П. Локализация турбулентных потоков по флуктуациям интенсивности просвечивающего лазерного излучения // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 7. С. 640–647.
8. Smalikho I.N., Banakh V.A. Estimation of aircraft wake vortex parameters from data measured with 1.5 mkm coherent Doppler lidar // Opt. Lett. 2015. V. 40, N 14. P. 3408–3411.
9. Smalikho I.N., Banakh V.A., Holzäpfel F., Rahm S. Method of radial velocities for the estimation of aircraft wake vortex parameters from data measured by coherent Doppler lidar // Opt. Express. 2015. V. 23, N 19. P. A1194–A1207.
10. Banakh V.A., Smalikho I.N., Falits A.V. Lidar investigation of the atmospheric boundary layer dynamics in the coastal zone of Lake Baikal // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. P. 968039-1–968039-5.
11. Smalikho I.N., Banakh V.A. Estimation of aircraft wake vortex parameters from data measured by a Stream Line lidar // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. P. 968037-1–968037-7.
12. Смалихо И.Н., Банах В.А., Holzäpfel F., Rahm S. Оценивание параметров самолетных вихрей из массива радиальных скоростей, измеренных когерентным доплеровским лидаром // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 742–750.
13. Banakh V.A., Smalikho I.N. Aircraft wake vortex parametrization based on 1.5-mcm coherent Doppler lidar data // Proc. 27th Int. Laser Radar Conf. [Эектронный ресурс]. 05–10 July, 2015. New York, USA. Abstracts. PP. PS-B2.0201–PS-B2.0204.
14. Banakh V.A., Smalikho I.N., Rahm S. Estimation of refractive index structure characteristic of air from coherent Doppler wind lidar data // Opt. Lett. 2014. V. 39, N 15. P. 4321–4324.
15. Banakh V.A., Smalikho I.N., Rahm S. Determination of the optical turbulence intensity from data measured by a coherent Doppler lidar // Proc. SPIE. V. 9292. 20th Int. Symp. on “Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics”, June 23–27, 2014. P. 92921U.
16. Clifford S.F., Ochs G.R., Wang T-i. Optical wind sensing by observing the scintillations of a random scene // Appl. Opt. 1975. V. 14, N 12. P. 2844–2850.
17. Маракасов Д.А. Восстановление профиля скорости ветра по флуктуациям интенсивности лазерного пучка в приемном телескопе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, №4.
С. 304–307.
18. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами / Под ред. М. Абрамовиц, И. Стиган. М.: Наука, 1979. 832 с.

Вернуться