Введение
ГЛАВА 1. Обзор существующих систем лидарного исследования атмосферы в зонах КС и ЧС 12
1.1. Этапы развития и современное состояние исследования атмосферы с помощью лидаров 12
1.2. Аэрозольные лидары для мониторинга воздушной среды в зоне кризисных и чрезвычайных ситуаций, а также в экологически неблагоприятных районах 14
1.3. Лидары дифференциального поглощения для мониторинга газовых составляющих атмосферы 19
1.4. Постановка задач, решаемых в работе 21
1.5. Выводы по главе 1 25
ГЛАВА 2. Теоретическое введение 26
2.1. Уравнение мощности принимаемого сигнала на входе фотоприёмного устройства лидарной системы 26
2.1.1. Описание параметров уравнения 26
2.1.2. Сравнительный анализ лидарного уравнения и уравнения радиолокации
2.2. Виды рассеяния электромагнитного излучения атмосферными частицами и молекулами газов, используемые в лидарных системах исследования атмосферы 34
2.3. Методы расчёта коэффициента ослабления атмосферного аэрозоля
2.3.1. Одноволновое зондирование аэрозолей 37
2.3.2. Двух-и многоволновое зондирование аэрозолей 42
2.4. Методы расчёта параметров компонентов атмосферы, применяемые в диссертации 44
2.4.1. Модификация метода интегрального накопления для расчёта коэффициента ослабления аэрозоля 44
2.4.2. Расчёт относительной объёмной концентрации газов методом дифференциального поглощения-рассеяния 46
2.5. Выводы по главе 2 з
ГЛАВА 3. Моделирование лидарного сигнала 49
3.1. Прохождение лидарного сигнала через приемный тракт лидарной системы 49
3.2. Разработка модели лидарного сигнала 53
3.3. Анализ свойств спектра лидарного сигнала с помощью разработанной модели 58
3.4. Моделирование зашумленного лидарного сигнала 65
3.5. Выводы по главе 3 69
ГЛАВА 4. Методы обработки лидарного сигнала 70
4.1. Общие положения 70
4.2. Повышение точности расчётов лидарных измерений с помощью методов ЦОС 73
4.3. Фильтрация лидарного сигнала с помощью методов ЦОС
4.3.1. Фильтрация лидарного сигнала при расчете профиля коэффициента ослабления аэрозоля 79
4.3.2. Фильтрация лидарного сигнала при расчете относительной объёмной концентрации АХОВ 4.4. Обработка лидарных сигналов с использованием цифровой фильтрации 86
4.5. Выводы по главе 4 88
ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования 89
5.1. Сведения о системе «АСДМ-Лидар» и входящих в неё комплексах 89
5.2. Работа программы обработки лидарного сигнала 94
5.3. Сравнительная оценка погрешности восстановления для программы обработки лидарных сигналов с помощью моделирования 96
5.4. Анализ результатов обработки реальных лидарных сигналов 100
5.5. Сравнение результатов восстановления профилей параметров компонентов атмосферы с результатами, полученными в других работах 104
5.6. Выводы по главе 5 108
Заключение 109
Список работ автора по теме диссертации 111
Список сокращений 114
Условные обозначения 115
Список литературы
