при сканировании;
I
— положение первой точки измерительной базы;
IIa, IIb, IIc
— возможные положения второй точки измерительной базы.
Лидар Л облучает атмосферу узким лазерным пучком ЛП, сканиру-
ющим в горизонтальной плоскости в пределах некоторого небольшого
угла сканирования (порядка единиц градусов). Лазерный импульс (для
каждого положения оптической оси лидара при сканировании) рассе-
ивается на атмосферном аэрозоле (во всех направлениях, в том числе
и в направлении назад на лидар) и поступает в приемную систему
лидара. Принимаемое излучение стробируется по дальности, так что
регистрируемые значения сигналов (для каждого положения оптиче-
ской оси лидара при сканировании) соответствуют сигналам от после-
довательности локальных объемов измерения вдоль соответствующей
(
1, 2, 3, 4,. . .
) трассы зондирования.
При известном направлении ветра измерительная база должна рас-
полагаться вдоль этого направления [1]. Пусть первая точка измери-
тельной базы
I
находится на некотором расстоянии от лидара. Тогда
вторая точкa измерительной базы
II
должна находиться на линии НВ
на некотором оптимальном (с точки зрения точности измерения ско-
рости ветра) расстоянии от точки
I
(в одной из точек
IIa, IIb, IIc. . .
).
Для определения оптимального размера измерительной базы (рас-
стояния от точки
I
до точки
II
) проводилось математическое моделиро-
вание и исследование зависимости погрешности измерения скорости
ветра от размера измерительной базы.
Для математического моделирования был создан комплекс про-
грамм, имитирующий работу лазерного измерителя скорости атмо-
сферного ветра. Комплекс программ включает в себя блок моделиро-
вания двумерных полей аэрозольных неоднородностей и блок расчета
принимаемых сигналов от зондируемых объемов атмосферы при на-
личии шума измерения. При математическом моделировании не рас-
сматривались флуктуации скорости ветра, т.е. во время всего изме-
рения (единицы секунд) скорость и направление ветра считались по-
стоянными. Во время проведения измерений использовалась гипотеза
замороженности неоднородностей атмосферы, т.е. считалось, что не-
однородности переносятся в атмосфере под действием среднего ветра,
не изменяя своей формы. В этом случае корреляционный метод опре-
деления скорости ветра
V
может быть упрощен [1]:
V
=
ξ
0
τ
,
где
ξ
0
— измерительная база (расстояние от точки
I
до точки
II
вдоль
линии НВ),
τ
— временной сдвиг корреляционной функции двух сиг-
налов, регистрируемых от рассеивающих объемов атмосферы в точ-
ках
I
и
II
(узкий лазерный пучок и короткие зондирующие импульсы
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 1 59
