ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕЩЕНИЕ..............................................
Глава I. Характеристики морского волнения и методы их измерения .........................................
1.1. Статистические характеристики морского волнения................^.......................
1.2. Аналитический обзор активных неконтактных методов измерения характеристик морского волнения ..............................
1.2.1. Акустические методы ....................
1.2.2. Радиолокационные методы ..........................
1.2.3. Лазерные методы ........................
1.3. Отражательные свойства морской поверхности при дистанционном лазерном зондировании ..................................................
Выводы по I главе ....................................
Глава П. Моделирование лазерных импульсов, отраженных поверхностью моря..............................................
2.1. Модель сформирования сигналов обратного рассеяния морской поверхностью ...................
2.2. Расчет.сигнала обратного рассеяния при наклонном зондировании морской поверхности ............................................
2.3. О связи формы.сигнала.обратного рассеяния с рельефом облучаемого участка морской поверхности ......................................
2.4. Расчет сигнала обратного рассеяния пои. вертикальном зондировании морской поверхности расходящимся импульсом .....................
Выводы по П главе ....................................
- 3 -
стр.
Глава Ш. Теоретические основы лазерных методов дистанционного измерения параметров морского волнения .......................................... 67
3.1. Измерение морского волнения о берега 67
3.3.1. Локационные измерения волнения путем наклонного зондирования ............................... 68
3.1.2. Методика и результаты расчета погрешностей метода........................................... 76
3.2. Измерение морского волнения с борта
судна ........................................ 82
3.2.1. Определение дисперсии возвышений, по результатам сканирования и однократного зондирования..................................... 84
3.2.2. Теория методических ошибок,требований
к эксперименту и аппаратуре ..................... 88
3.2.3. Измерение корреляционной.функции.МОРСКОГО волнения по результатам двухлучевого зондирования ................................... 91
3.2.4. Погрешности измерений и требования к измерительному комплексу ............................... 101
3.3. Измерение морского волнения с авианоси-
телеи............................................. 109
3.3.1. Определение параметров.морского волнения по характеристикам отраженных импульсов............................................... 101
3.3.2. Методические ошибки измерений и аппаратура для реализации способа 116
3.3.3. Определение дисперсии наклонов по отношению амплитуд отраженных импульсов
при двухлучевом зондировании.................... 122
3.3.4. О точности метода и устройстве для
его реализации.................................. 126
3.4. Сопоставление предложенных методов между
собой и с ранее'известными ....................... 130
Выводы по Ш главе ......................................... 137
- 17 -
Практическое применение метода измерения статистических харак-'еристик МП [341 П0 отношению интенсивностей когерентной и некоге-юнтной компонент в рассеянном сигнале также наталкивается на больше технические трудности, так как для получения сколько-нибудь шачительной когерентной составляющей необходимо применять доста-■очно низкие частоты, при которых длина волны звука значительно )0лъше среднеквадратичной высоты неровностей поверхности.
Чтобы использовать диапазон частот, практически применяемых I гидроакустике, разработан метод [II] определения среднеквадра-шчной высоты волн, среднеквадратичного угла наклона и радиусов их :орреляции, основанный на измерении вертикальной корреляции флук-■уацией амплитуды огибающей тонально-импульсных сигналов, рассеян-еых на взволнованной поверхности океана и принятых системой гидро-юнов, разнесенных по высоте. Измерения осуществляются в диапазоне [астот от 3 до 30 хсГц при нормальном падении звука на исследуемую юверхность. Данный способ пригоден как при малых, так и при боль-шх неровностях, когда рассеянный сигнал полностью некогерентен,
I легко может быть реализован в гидроакустике.
Наиболее разработанным является ультразвуковой дальномерный шособ измерения профиля МВ [70] . Датчик (излучатель и приемник) 1кустического волнографа устанавливается на дне и досылает, по вер-■икали на МП узконаправленные ультразвуковые (УЗ) импульсы/Прием-шк располагается рядом с излучателем. Расстояние до МП определяется по интервалу времени между моментом испускания зондирующего им-ульса и моментом прихода отраженного. Это позволяет записывать ременной профиль поверхности. Способ обладает рядом недостатков: 1ежду датчиком и блоком обработки сигналов необходима проволочная шния связи, что ограничивает радиус использования волнографа; очность измерений определяется постоянством скорости звука, кото-
ая в морской воде сильно зависит от температуры и .солености; ввиду
- 18 -
тносительно большой расходимости УЗ импульсов, расстояние до МП олжно быть ограничено несколькими десятками метров; при большой рутизне волн сигналы от склонов пропадают, что ухудшает разрешаю-ую способность метода.
Аналогичный принцип применен при разработке аэроакустического олнографа И] •
В заключении этого раздела следует отметить, что сложности, вязанные с организацией измерений МВ методами акустического зонди-ования,препятствуют их широкому внедрению в практику.
1.2.2. Радиолокационные методы
В рассеянии звуковых и радиоволн на МП много общих черт в свя-и с тем, что при наклонном облучении имеет место резонансное рас-енияние, а при углах облучения, близких к нормальному, рассеяние одчиняется законам геометрической оптики.
Разработки радиолокационных средств измерения МВ Еедутся бо-:ее 25 лет. За это время предложено большое число методов. Назовем :екотрые из них [5, 12, 30] :
1. СВЧ метод для определения характеристик ряби;
2. СВЧ амплитудный метод для определения параметров длинных
олн;
3. СВЧ фазовый метод для определения параметров длинных волн;
4. СВЧ разностный метод для определения параметров волнения ромехуточной части спектра волн;
5. СВЧ метод на базе радиолокаторов с синтезированным антенным ■аскрывом для получения радиоизображений МП;
6. Радиоальтиметрические методы для измерения высот и углов :аклона морских волн.
Первые четыре метода применяются при зондировании МП под малы-
1И углами скольжения (с берега, эстакад, кораблей) [5], остальные
- Київ+380960830922