Том 34, номер 05, статья № 11

Аннотация:

Показана возможность измерения скорости и направления ветра аэрозольным УФ-лидаром с использованием разработанного метода семплирования. Представлены макет экспериментальной установки и данные исследований лазерного двухлучевого метода измерения скорости атмосферного ветра на безопасной для зрения длине волны зондирования 0,355 мкм. Приведены примеры данных измерений, показано влияние различных оптических ситуаций на качество измерений. Средняя погрешность определения скорости и направления ветра для данных, накопленных в весенне-осенний период, составила 1 м/c и 13°.

Ключевые слова:

лидар, аэрозольные неоднородности, ультрафиолетовый диапазон, измерение скорости ветра, цифровая обработка сигналов

Список литературы:

1. Афанасьев А.Л., Банах В.А., Маракасов Д.А., Аксенов В.А., Шишкин Е.В., Пазий Ю.В. Формирование поправок к прицеливанию с помощью пассивного оптического измерителя скорости поперечного ветра // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 5. С. 355–363.
2. Еремина А.С., Дудоров В.В. Способ фильтрации и определения скорости смещения турбулентных искажений в видеоряде оптических изображений при ветровом сносе атмосферных неоднородностей // Изв. вузов. Физика. 2015. Т. 58, № 8/2. С. 192–194.
3. Банах В.А., Смалихо И.Н., Фалиц А.В., Гордеев Е.В., Сухарев А.А. Измерения скорости и направления ветра с помощью двухлучевого метода доплеровским лидаром Stream Line в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 8. С. 644–650; Banakh V.A., Smalikho I.N., Falits A.V., Gordeev E.V., Sukharev A.A. Stream Line Doppler lidar measurements of wind speed and direction with the duo-beam method in the surface air layer // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 6. P. 581–587.
4. Lane S.E., Barlow J.F., Wood C.R. An assessment of a three-beam Doppler lidar wind profiling method for use in urban areas // J. Wind Eng. Ind. Aerod. 2013. V. 119, N 8. P. 53–59.
5. Матвиенко Г.Г., Заде Г.О., Фердинандов Э.С., Колев И.Н., Аврамова Р.П. Корреляционные методы лазерно-локационных измерений скорости ветра. Новосибирск: Наука, 1985. 223 с.
6. Афанасьев А.Л., Дудоров В.В., Михайлов Ю.Т., Насонова А.С., Ростов А.П., Шестаков С.О. Определение поперечной составляющей скорости ветра на основе анализа видеоряда изображений удаленных объектов. Часть 3. Экспериментальная апробация // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 7. С. 553–558; Afanasiev A.L., Dudorov V.V., Mikhailov Yu.T., Nasonova A.S., Rostov A.P., Shestakov S.O. Retrieval of crosswind velocity based on the analysis of remote object images: Part 3. Experimental test // Atmos. Ocean. Opt. 2020, V. 33, N 6. P. 690–695.
7. Афанасьев А.Л., Банах В.А., Маракасов Д.А. Мониторинг ветровой обстановки и индикация спутных следов в районе взлетно-посадочной полосы аэропорта пассивным оптическим методом // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 5. С. 365–370; Afanasiev A.L., Banakh V.A., Marakasov D.A. Passive optical monitoring of wind conditions and indication of aircraft wakes near airport runways // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 5. P. 506–510.
8. Матвиенко Г.Г. Лидарные измерения скорости ветра с использованием стохастической структуры аэрозольных полей // Оптика атмосф. 1988. Т. 1, № 6. С. 3–15.
9. Матвиенко Г.Г., Самохвалов И.В., Рыбалко В.С., Борцов Ю.Н., Шелефонтюк Д.И., Вореводин Ю.М. Оперативное определение компонентов скорости ветра с помощью лидара // Оптика атмосф. 1988. Т. 1, № 2. С. 68–72.
10. Астафуров В.Г., Игнатова Э.Ю., Матвиенко Г.Г. Эффективность лидарных измерений скорости ветра корреляционным лидаром // Оптика атмосф. 1992. Т. 1, № 2. С. 497–503.
11. Балин Ю.С., Матвиенко Г.Г., Гришин А.И., Ковалевский В.К., Мелешкин В.Е. Сравнение лазерного и радиозондового методов зондирования скорости и направления ветра // Оптика атмосф. 1991. Т. 4, № 10. С. 1070–1076.
12. Гришин А.И., Матвиенко Г.Г. Лидарные исследования атмосферного аэрозоля в области ветровых сдвигов // Оптика атмосф. 1995. Т. 8, № 7. С. 1056–1062.
13. Mayor S.D., Derian P., Mauzey C.F., Spuler S.M., Ponsardin P., Pruitt J., Ramsey D., Higdon N.S. Comparison of an analog direct detection and a micropulse aerosol lidar at 1.5-μm wavelength for wind field observations with first results over the ocean // J. Appl. Remote Sens. 2016. V. 10, N 5. P. 016031-1–016031-16.
14. Narasimha S.P., Mylapore A.R. Three-beam aerosol backscatter correlation lidar for wind profiling // Opt. Eng. 2017. V. 56, N 3. P. 1–25.
15. Armstrong R.L., Mason J.B., Barber T. Detection of atmospheric aerosol flow using a transit-time lidar velocimeter // Appl. Opt. 1976. V. 15, N 11. P. 2891–2895.
16. ГОСТ IEC 60825-1-2013. Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 1. Классификация оборудования, требования и руководство для пользователей. М.: Изд-во стандартов, 2014. 243 с.
17. Filimonov P.A., Ivanov S.E., Belov M.L., Fedotov Yu.V., Gorodnichev V.A. Monitoring of aerosol inhomogeneities parameters in atmosphere at 355 nm // Proc. SPIE. 2018. V. 10833. P. 108333L-1–108333L-6.
18. Филимонов П.А., Белов М.Л., Федотов Ю.В., Иванов С.Е., Городничев В.А. Алгоритм сегментации аэрозольных неоднородностей // Компьютерная оптика. 2018. Т. 42, № 6. С. 1062–1067.
19. Филимонов П.А., Белов М.Л., Иванов С.Е., Городничев В.А., Федотов Ю.В Алгоритм на основе сэмплирования аэрозольных неоднородностей в задаче измерения скорости ветра // Компьютерная оптика. 2020. Т. 44, № 5. С. 791–796.