Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 328-334

Трёхмерные отражающие объекты в задаче моделирования лидарного сигнала от рассеивающего слоя

Г.П. Арумов 1 , А.В. Бухарин 1 , В.С. Макаров 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 15.08.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-328-334
Рассматриваются трёхмерные отражающие объекты для моделирования коэффициентов обратного рассеяния и экстинкции. В качестве таких объектов могут быть выбраны сфера, усечённый конус и сферический сегмент. Для этих фигур соотношение между базовыми коэффициентами можно смоделировать через отношение радиуса кривизны передней поверхности указанной фигуры к радиусу сечения рассеяния. Оптимальной в задаче калибровки сигнала обратного рассеяния считается идеальная схема зондирования, в которой оптические оси приёмного и передающего каналов параллельны или совпадают, а угловые размеры полей зрения равны угловому размеру зондирующего пучка. Для идеальных схем можно использовать перфорированные экраны, увеличивающие поле зрения и угловой размер пучка на заданную величину. Такие экраны позволяют определять поле зрения, угловой размер пучка, а также моделировать зависимость геометрического форм-фактора приёмного и передающего каналов от расстояния. Однако это не позволяет измерить коэффициент обратного рассеяния. Предлагается использовать отражающие сферы для калибровки сигнала обратного рассеяния. Это связано с известной угловой диаграммой направленности излучения, отражённого сферой. Интенсивность этого излучения сравнима с интенсивностью сигнала обратного рассеяния из атмосферы, в отличие от отражённых рассеивающими экранами сигналов. Получено выражение для коэффициента связи между обратным сигналом от рассеивающего слоя и коэффициентом обратного рассеяния.
Ключевые слова: коэффициент обратного рассеяния, коэффициент экстинкции, усечённый конус, сферический сегмент, эквивалентное сечение, проводящая сфера, перфорированный экран, рассеивающий слой, геометрический форм-фактор, лидар
Полный текст

Список литературы:

  1. Арумов Г. П., Бухарин А. В. Использование специальных экранов, моделирующих рассеянное в среде излучение, для измерения эквивалентного поперечного сечения частиц // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 298–306. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18.
  2. Arumov G. P., Bukharin A. V. Three-dimensional screens for measuring non-normalized moments // Measurement Techniques. 2018. V. 61. No. 9. P. 908–913. DOI: 10.1007/s11018-018-1523-1.
  3. Bukharin A. V., Arumov G. P., Blikh Yu. M., Makarov V. S., Turin A. V. Modulation of diode laser radiation for the formation of a distance-independent backscattered signal // Quantum Electronics. 2016. V. 46. No. 10. P. 877–882. https://doi.org/10.1070/QEL16009.
  4. Kavaya M. J., Menzies R. T., Haner D. A., Oppenheim U. P., Flamant P. H. Target reflectance measurements for calibration of lidar atmospheric backscatter data // Applied Optics. 1983. V. 22. No. 17. P. 2619–2628. https://doi.org/10.1364/AO.22.002619.
  5. Veselovskii I., Kolgotin A., Griaznov V., Muller D., Wandinger U., Whiteman D. N. Inversion with regularization for the retrieval of tropospheric aerosol parameters from multiwavelength lidar sounding // Applied Optics. 2002. V. 41. No. 18. P. 3685–3699. https://doi.org/10.1364/AO.41.003685.