Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Экспериментальные исследования возможности измерения характеристик наклонной видимости одночастотными лидарами : (Применительно к задаче метеообеспечения посадки воздушных судов) Рыбаков, Евгений Евгеньевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Рыбаков, Евгений Евгеньевич. Экспериментальные исследования возможности измерения характеристик наклонной видимости одночастотными лидарами : (Применительно к задаче метеообеспечения посадки воздушных судов) : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 04.00.22 / Главная геофиз. обсерватория.- Санкт-Петербург, 1994.- 19 с.: ил. РГБ ОД, 9 94-1/3711-7

Введение к работе

Актуальность проблемы, Задача мстс<чтбссисчсния авиации
зпсратшшыми данными о характеристиках наклонной видимости при
іосадке воздушных судов имеет важное практическое значение.
Примерно каждое третье авиационное происшествие обусловлено
прямыми или косвенными причинами, связанными с метеоусловиями,
причем болынинстно катастроф было связано с плохой видимостью,
которая наиболее сильно влияет на безопасность полетов именно при
посадке. Полос половины всех нарушений регулярности полетов
происходит из-за ограничений по метеоусловиям, в основном,
вследствие ограниченности видимости, что приводит к. огромным
экономическим потерям. - "

Одним из направлении повышении регулярности и безопасности Полетов является качественное улучшение информации о видимости ориентиров взлетно-посадочной полосы (R1I1I) при посадке. Успешное решение »той проблемы связывается прежде всего с использованием лазерно-локапионных установок (лидаров). Метод лазерного зондирования атмосферы хорошо зарекомендовал себя в решении целого ряда прикладных задач атмосферной оптики, в том числе обсспечішаюишх дистанционное измерение наклонной прозрачности атмосферы.

Вместе с тем, актуальные задачи внедрения лидарных методов в практику метеорологических наблюдений и промышленного производства лидаров для оперативного измерения характеристик наклонной видимости находятся еще в стадии решения.

Недостаточно разработан ряд вопросов метрологического обеспечения лидзрных измерений, особенно в плане аксперименталыюго определения погрешностей измерения характеристик наклонной видимости лидарамн.

При восстановлении вертикального профиля показателя1 ослабления атмосферы едночастотнымн лидарами необходимо использовать определенные априорные доігушенпи вслелстынс мнргопарамстричностн и жесткого уравнения лазерной' локации. Проблема выбора оптимлчыюго алгоритма становится особенно актуальной для сложных метеоусловий посадки, характеризующихся

резкой неоднородностью оптических характеристик и вертикальної* направлении.

Требуют решения ряд следующих важных вопросе»! ирнмснсии. лидаров для оперативного обеспечения аииашш: выбор измеряемы] характеристик наклонной видимости и оценка их погрешности разработка алгоритмов работы лидара в автоматическом режиме и и; экспериментальная проверка, разработка форм представленні информации для диспетчерской службы аэропорта, проведеній непосредственных сравнений с данными летчиков и друпіс.

Выбранное направление экспериментальных несдедованш возможности определения характеристик наклонной видимості одночастотными ладарамн позволяет п определенной степени решил указанные проблемы, что и определяет его актуальность.

Цель peJ/QMH состояла и том, чтобы выявить ключевые

проблемы и научно-методическом обеспечении разработки аэродромных лидаров и провести цикл экспериментальны)! исследований на горизонтальных, наклонных трассах и в условиях аэропорта. На этой основе выработать методические рекомендации пс измерению различных характеристик наклонной видимости одночастотными динарами (применительно к задаче метсообес печени я посадки воздушных судов).

ІІПХУїШ—Нашзиа результатов диссертационной работы заключается в том, что разработан алгоритм работы лидара "Элсктроника-ОбР" в автоматическом режиме измерений высоты установления визуального контакта с орі[Снткра.ми ШШ и опробован в условиях аэропорта; разработаны новые алгоритмы восстановления вертикального профиля показателя ослабления атмосферы , и том числе алгоритм восстановления профиля показателя ослаблення дія дііухслоі'шон атмосферы; разработаны методические рекомендации но проведенню сравнений данных лндаров а) с данными базисных приборов на горизонтальных п наклонных тр.іссах, б) с данными визуальных наблюдении летчиков и регистраторов высоты нижней границы облаков в аэропортах, которые были практически использованы при испытаниях лцдаров "Электроннка-ОЗ", "Электроннка-Об" и "Элеьтроннка-ОбР"; разработаны рекомендации по усовершенствованию методики определения высоты обнаружения светосигнальных ориентиров ВИЛ с глиссады снижения; проведен

оретическнй анализ погрешностей лидарного определения ісдуюіпнх характеристик видимости: а) показателя ослабления інородпоіі атмосферы; G) профиля показателя ослаблення мосферм в' наклонных направлениях; в) высоты установления ізуального контакта с ориентирами ВШ1; получены результаты спериментальных исследований указанных погрешностей ответственно для лидаров "Элсктроннк.а-03", "Элсктроника-Об", )лсктроника-06Г" на осиопс прямых сравнений с данными базисных їпістратороп прозрачности и данными визуальных наблюдений с >рта самолета; получены результаты лидарною зондирования знземиого слоя атмосферы в диапазоне метеорологической ггнческой дал/.иоеш (МОД) от 0.2 км до 50 км и более н условиях ,1мкн, адвективного, конвективного, приземного и приподнятого манов, слабого, умеренного; сильного и ливневого снега, метели, >ждя и друшх.

J^WDlQ9PJ^ocmb полученных результатов обеспечивается тем, го разработанные новые алгоритмы и методические рекомендации элучеим на основе большого объема экспериментальных данных и в іироком диапазоне изменения мстеопараметров. При этом на всех гапах экспериментальных исследований лидарные данные :>провождалнсь независимыми синхронными. измерениями >ризонталыюй и наклонной прозрачности атмосферы базисными рнборамп, высоты облаков - приборами типа РВО, высоты лановления визуального контакта - экипажами воздушных судов, э 1кже данными стандартных метеонаблюденнй.

Практическая значимость результатов работы заключается в эм, что они составляют методоческую основу для разработки и недрсния новых средств измерения - аэродромных лидаров, озволккнцнх качественно улучшить информацию об условиях вднмостн при посадке самолетов. Результаты прямых сравнении ннных лидара с данными летчиков уже сейчас показывают хорошую ходимость и в ряде случаев более адекватно отражают условия идимосги с борта воздушного судна, чем данные штатных егнетрнрукшшх приборов.

Мспилыоешше pay.nmumvfработы* Полученные в работе езультаты были использованы в процессе выполнения плановой ематики Главной ісофнзичсской обсерватории им. А.И.Воейкова при азрабогке технических требований к лидарам "Элсьтроииха-ОЗ",

"Электроника-06" и "Электроника-ОбР", методик их поверки, методж определении характеристик наклонной дальности видимости. I настоящее времн результаты диссертации используются длі методического обеспечении разработки нового аеродромною лидера.

Anpv&iHiUl* Результаты исследований докладывались на 15-1 Международной конференции но лазерному зондированию (Томск 1990), на 8-Ю Всесоюзных симпозиумах но лазерному і акустическому зондированию атмосферы (Томск, 19Н4-1988).

Личіши jtKJKtdi Автор принимал непосредственное участие і планировании, постановке и выполнении всех экспериментальны* работ, представленных в диссертации, и анализе их результатов разработке методик измерений и поверки, получении аналитически)! результатов и результатов расчетов с помощью ЭВМ.

Основнш защищаемые по.іожепнмі

1. Алюрнтм работы лидара тина "Электроника-ОбР" і
автоматическом режиме измерений высоты визуальною контакта <
ориентирами BUM и результаты сю »ксперимснтальной проверки і
условиях аэропорта.

2. Новые алюритмы восстановления вертикальною профили
показателя ослаблення атмосферы (i(h), в том числе алюрнтм
восстановлении профили (1(h) дли двухслойной атмосферы.

  1. Методические рекомендации но проведению сравнений данных лндаров а) с данными базисных приборов на (ориентальных х наклонных трассах, б) с данными визуальных наблюдений летчиком и решеграторов высоты нижней границы облаков в аэропортах и результаты их практическою использовании при испытаниях лидарої "Электроника-03", "Элсктроннка-Об" и ""Олектроннка-ОбР*.

  2. Рскомешіапин но усовершенствованию методики определенна высоты обнаружении светосигнальных ориентиров ВИН с і л посады снижении.

5. Результаты теоретическою анализа погрешностей лидарногс
определении следующих характеристик индимштн: а) показателя
ослаблении однородной агмосферы; б) профиля показателе
ослабления атмосферы в наклонных наїїраклсннкх; в) высоты
установления визуальною контакта с ориентирами ШІП. Результаты
экспериментальных исследовании указанных поірсшностсй
сооївстстлешю для динаров "Улгкіроннка-ОТ, "лЬсктрониха-Об",
"Электроника-ОбР", полученные на основе прямых сравнений с

нымн базисных регистраторов прозрачности и данными уальных наблюдений с борта самолета.

6. Результаты лвдарного зондирования приземного слоя юсферы в диапазоне метеорологической оптической дальности ОД) от 0.2 км до 50 км и более, полученные в условиях дымки, ективного, конвективного, приземного и приподнятого туманов, бого, умеренного, сильного и ливневого снега, метели, дождя и тих, обеспеченные контрольными синхронными измерениями изоптальной и наклонной прозрачности атмосферы базисными іборами, высоты облаков - приборами типа РВО, высоты ановлення визуального контакта - экипажами воздушных судов, а же данными стандартных метеонаблюдений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, х глав, заключения и списка литературы, включающего 102 именования. Общий объем диссертации составляет 198 страниц, ючая 52 рисунка и 18 таблиц.