Модели сигналов импульсного лазерного локатора, предназначенного для обнаружения нефтяных загрязнений на морской поверхности - page 4

c — скорость света ; для прозрачной аэрозольной атмосферы [9] имеем
C s = (α sL) −2 , Cr = (α rL) − 2, a s =
P 0 exp( −τ )
πα2
s
, a r = πr 2
r exp( −τ );
τ — оптическая толща атмосферы на трассе лидар –поверхность;
2αs — угол расходимости источника, 2α r — угол поля зрения при-
емника; P 0 — мощность, излучаемая источником; rr — эффективный
размер приемной апертуры.
Пленка нефтепродуктов на морской поверхности изменяет оптиче -
ские характеристики границы раздела воздух–вода — коэффициент от -
ражения V 2
oil увеличивается по сравнению с коэффициентом отражения
для чистой морской поверхности (например, на длине волны 1,06 мкм
коэффициент отражения для чистой морской поверхности равен ∼0,02,
а коэффициент отражения для воды, покрытой толстой пленки неф -
ти, — ∼0,04). К тому же, экспериментально установлено, что пленка
нефтепродуктов сглаживает волнение водной поверхности [11, 12]. Это
приводит к увеличению принимаемой мощности при схеме зондирова-
ния вертикально вниз (см. выражение для множителя b в формуле (2)).
Форма эхо-импульса зависит от многих факторов: высоты лидара над
морской поверхностью, углов расходимости источника и поля зрения
приемника, степени морского волнения, а также от формы зондирую-
щего импульса и наличия нефтяного загрязнения на морской поверх-
ности.
На рис . 1 приведены результаты расчетов временн ´oй формы эхо -
импульса, отраженного от морской поверхности при зондировании
вертикально вниз. При расчетах было принято (согласно результатам
Рис. 1. Временн ´aя форма лазерного эхо-импульса , отраженного от морской по-
верхности, при зондировании вертикально вниз:
1 — результаты расчетов по формуле (2), 2 — результаты расчетов по аналитической
формуле, приведенной в работе [8], для чистой морской поверхности; ◦ и ∆ — ре-
зультаты численных расчетов по формуле (1) соответственно для чистой морской по-
верхности и для морской поверхности, покрытой пленкой нефтепродуктов
6 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана . Сер. "Приборостроение". 2004. № 4