Новый двухчастотный лазерный метод обнаружения нефтяных за-
грязнений на взволнованной морской поверхности позволяет прово-
дить контроль одновременно двух эффектов – сглаживания ветрового
волнения и изменения коэффициента отражения морской поверхности
[4, 5] — и, тем самым, с большой достоверностью принимать решения
о наличии нефтяных загрязнений.
Двухчастотный лазерный метод обнаружения нефтяных загрязне-
ний на взволнованной морской поверхности включает:
— установку импульсного лазерного локатора на авиационном но-
сителе;
— облучение морской поверхности вертикально вниз лазерным
пучком на двух длинах волн
λ
1
и
λ
2
;
— предварительный полет (до начала измерений на исследуемой
акватории) над участком с чистой морской поверхностью;
— специальную обработку сигналов, полученных на участке с чи-
стой морской поверхностью и на исследуемой акватории, по результа-
там которой принимается решение о наличии нефтяных загрязнений
на морской поверхности.
Будем считать, что длины волн зондирующего излучения лежат в
ИК-диапазоне спектра, где поглощение водой велико так, что основная
доля регистрируемого приемником локатора лазерного эхо-сигнала
создается излучением, зеркально отраженным границей “воздух–
вода”, а долей излучения, диффузно отраженного толщей воды, можно
пренебречь.
На предварительном участке полета (до начала измерений на ис-
следуемой акватории) лидар регистрирует и запоминает в блоке обра-
ботки мощности эхо-сигналов
P
w
(
λ
1
)
,
P
w
(
λ
2
)
на двух длинах волн
λ
1
и
λ
2
от участка с чистой морской поверхностью. Если длительность зон-
дирующего импульса
τ
s
выбрать так, чтобы выполнялось неравенство
τ
2
s
c
2
/
16 2
σ
2
w
(
σ
2
w
— дисперсия высот чистой взволнованной морской
поверхности), то мощности
P
w
(
λ
1
)
,
P
w
(
λ
2
)
определяются следующей
формулой [6]:
P
w
(
λ
1
,
2
)
∼
=
V
2
w
(
λ
1
,
2
)
4
π
(
γ
2
wx
γ
2
wy
)
1
/
2
a
s
(
λ
1
,
2
)
a
r
(
λ
1
,
2
)
π
1
/
2
L
4
(
C
s
+
C
r
)
,
(1)
где
V
2
w
— коэффициент отражения Френеля чистой морской поверх-
ности;
γ
2
wx,wy
— дисперсии наклонов чистой морской поверхности;
L
— расстояние от лазерного локатора до морской поверхности (высота
расположения носителя); для прозрачной земной атмосферы имеем:
a
s
(
λ
) =
P
s
(
λ
) exp[
−
τ
a
(
λ
)]
/
(
πα
2
s
);
a
r
(
λ
) =
r
2
r
exp[
−
τ
a
(
λ
)];
C
s,r
= (
α
s,r
L
)
−
2
;
4 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2006. № 4
