Основные направления работ: |
- Радио-оптическое зондирование атмосфер планет, ландшафтов поверхностей и их аномальных зон.
- Радио-оптический экологический мониторинг атмосферы Земли, измерение малых газовых примесных составляющих в атмосфере,
в частности парниковых газов, таких как метан, углекислый газ и пары воды.
|
Выполненные научные работы : |
- На базе созданной радио-оптической экспериментальной базы разработаны вероятные способы увеличения энергетического потенциала квазинепрерывных лидарных систем контроля метана в атмосфере Земли. Теоретически рассчитано и экспериментально показано, что при оптимизированной обработке сигналов и параллельной работе
рамановских усилителей в квазинепрерывном режиме можно с высокой точностью регистрировать концентрации метана близкие к фоновым на протяженных трассах вплоть до низких спутниковых орбит.
- Разработана концепция построения автономной системы позиционирования статических и движущихся объектов в атмосфере Земли без привлечения спутниковых навигационных систем на базе инфраструктуры мобильной связи и проведена оценка ее точности. Показано, что с помощью такой системы позиционирование можно проводить с точностью 1-100 мм, если использовать дополнительные системы контроля отклонений вершин ретрансляционных вышек сотовой связи и измерение метеопараметров как в точках расположения вышек, так и в точке расположения объекта. Проведена также оценка точности позиционирования летательных обьектов на спутниковых трассах с высотой орбиты порядка 500 км. Такая система может быть использована в случае недоступности спутниковых систем позиционирования, к тому же в ряде случаев может оказаться более дешевым и эффективным вариантом для решения некоторых частных геофизических и лидарно - навигационных задач.
- Предложен и апробирован метод измерения дальности от космического аппарата до поверхности Земли с помощью сигналов активного лидара-газоанализатора, не привлекая дополнительной аппаратуры для этих целей. Экспериментальные измерения, проведенные на горизонтальной трассе с сигналами, близкими по параметрам к сигналам, принимаемым лидаром на космической орбите, показали, что при регистрации запаздывания отраженного сигнала по заднему фронту импульса относительная точность измерения расстояния составляет лучше 0.1%. Такая точность достаточна для решения ряда задач по повышению разрешающей способности лидаров при измерении концентраций газов как в горизонтальной так и в вертикальной плоскостях.
На основании полученных результатов осуществлено определение локального распределения фона метана в пространстве при сканировании лучом лазера облачных образований.
- Проведёно исследование влияния обратного рассеяния Рэлея и Ми на работу лидаров в наземных условиях и на космических аппаратах. Показано, что в наземных условиях разнос приёмника и передатчика на некоторое расстояние друг от друга (~ 0.5 м) позволил уменьшить обратное рассеяние до величины шумов фотоприёмника. На основе полученных экспериментальных и теоретических результатов выявлена эффективная возможность
обнаружения мощного оптического излучения, распространяющегося в атмосфере Земли, пассивными лидарами.
- Теоретически рассчитана и экспериментально подтверждена разрешающая способность оптического лидара по измерению фоновой концентрации метана в атмосфере Земли. С помощью моделирования было показано, что на горизонтальных и вертикальных трассах разрешающая способность по концентрации метана составляет 0.1 ppm (частей на миллион или ~6% от фоновой концентрации), а по ширине линии поглощения ~0.006 нм (~9%). Время накопления сигнала для указанного разрешения составляет ~ 1-10 секунд.
При экстраполяции результатов на космические орбиты разрешение по горизонтальной координате составит ~8 км, а разрешение по вертикали ~ 1.5 км.
- Проведено моделирование уточнения вертикального профиля концентрации метана в атмосфере Земли при отсутствии прямой видимости на трассе космический аппарат (КА) – поверхность Земли. Для целей моделирования вертикальный профиль концентрации метана аппроксимирован многочленом, а уточнение профиля проводилось варьированием его коэффициентов до совпадения с экспериментальными данными. Предложенная методика использования отраженного и рассеянного сигнала от облаков и облачных образований и экстраполирование данных по вертикальному профилю метана в подоблачный слой при отсутствии прямой видимости поверхности Земли обеспечивает бесперебойность в получении данных, тем самым повышает точность и
достоверность статистических материалов для определения концентрации метана, а, следовательно, и по влиянию его на динамику климата в целом.
|
