Підвищення ефективності функціонування лідарно-сонячно-фотометричних систем
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.36-40Ключові слова:
лідар, ефективність, сонячний фотометр, комплекс, оптимізаціяАнотація
Досліджено питання про оцінку ефективності функціонування лідарного-фотометричних систем. Лідарні системи як наземного, так і космічного призначення проходять первинні перевірку та валідацію отриманих даних при проведенні наземних вимірювань і формування нових критеріїв ефективності функціонування лідарно-фотометричних систем зберігає актуальність для всього підкласу систем лазерного зондування атмосфери. Низька величина співвідношення сигнал/шум приймальних сигналів, вплив хмар, а також допущені помилкові вихідні оцінки відношення коефіцієнта ослаблення до коефіцієнта розсіювання можуть привести до негативного результату. З цієї причини для зменшення похибки функціонування лідарів використовується їх спільна робота з сонячним фотометром. У цій статті для комплексу дистанційного зондування, що складається з лідара і сонячного фотометра, запропоновано критерій ефективності функціонування, що представляє собою коваріацію двох функцій — (а) відбитого сигналу, в залежності від дальності зондування, і (b) потужності випромінювання лазера, прийнятої в даній роботі в якості функції від зазначеної дальності. Лідарного - фотометрична система початково вважається ефективною в тому випадку, якщо коваріація зазначених функцій досягає мінімуму, тобто зондуючий і відбитий сигнали максимально різні. Сформульована оптимізаційна задача за схемою безумовної варіаційної оптимізації при деякому інтегральному обмеженні накладеному на шукану функцію залежності потужності лазера від відстані зондування. Рішення оптимізаційної задачі за методом Ейлера дозволило отримати оптимальний вид шуканої функції, при якій прийнятий критерій ефективності досягає екстремуму (мінімуму), що означає роботу системи з максимальною ефективністю.
Посилання
Shahzad M. I., Nicol J. E., Wang J., Campbell J. R., Chan P.W. (2013) Estimating surface visibility at Hong Kong from ground-based LIDAR, sun photometer and operational MODIS products. Journa of the Air & Waste Management Association, Vol. 63, Iss. 9, pp. 1098-1110. DOI:10.1080/10962247.2013.801372.
Labzovski L. D., Papayannis A., Binietoglou J., Banks R. F., Baldasonu J. M., Toanca F., Tzanis C. G., Christodoulakis J. (2018) Relative humidity vertical profiling using lidar-based synergistic methods in the framework of the Hygra-CD campaign. Annales Geophysicae, Vol. 36, Iss. 1, pp. 213-229. DOI:10.5194/angeo-36-213-2018.
Lopes F. J. S., Landulfo E., Vaughan M. A. (2013) Evaluating CALIPSO 532 nm lidar ratio selection algorithm using AERONET sun photometers in Brazil. Atmospheric Measurement Techniques, Vol. 6, Iss. 11, pp. 3281-3299. DOI:10.5194/amt-6-3281-2013.
Karol Y., Tanre D., Goloub P., Vervaerde C., Balois L., Blarel L., Podvin T., Mortier A., Chaikovsky A. (2013) Airborne sun photometer PLASMA: concept, measurements, comparison of aerosol extinction vertical profile with lidar. Atmospheric Measurement Techniques, Vol. 6, Iss. 9, pp. 2383-2389. DOI:10.5194/amt-6-2383-2013.
Freville P., Montoux N., Baray J-L., Chauvigne A., Reveret F., Hervo M., Dionisi D., Payen G., Sellegri K. (2015) LIDAR Developments at Clermont-Ferrand — France for Atmospheric Observation. Sensors, Vol. 15, Iss. 2, pp. 3041-3069. DOI:10.3390/s150203041.
Yakovlev S., Sadovnikov S., Kharchenko O., Kravtsova N. (2020) Remote Sensing of Atmospheric Methane with IR OPO Lidar System. Atmosphere, Vol. 11, Iss. 1. DOI:10.3390/atmos11010070.
Donfrancesko Di G., Cairo F., Buontempo C., Adriani A., Viterbini M., Snels M., Morbidini R., Piccolo F., Cardillo F., Pommereu J-P., Garnier A. (2006) Balloonborne lidar for cloud physic studies. Applied Optics, Vol. 45., No. 22., pp. 5701-5708. DOI:10.1364/AO.45.005701
Larroza E. G., Nakaema W. M., Bourayou R., Horaeau C., Landulfo E., Keckhut P. (2013) Towards an automatic lidar cirrus cloud retrieval for climate studies. Atmospheric Measurement Techniques, Vol. 6., Iss. 11, pp. 3197-3210. DOI:10.5194/amt-6-3197-2013.
Comeron A., Munoz-Porcar C., Rocadenbosch F., Rodriguez-Gomez A., Sicard M. (2017) Current research in Lidar technology used for the remote sensing of atmospheric aerosols. Sensors, Vol. 17, Iss. 6, 1450. DOI:10.3390/s17061450.
Popovici I., Goloub P., Podvin T., Blarel L., Loisil R., Mortier A., Deroo C., Ducos F., Victori S., Torres B. (2018) A mobile system combining Lidar and sunphotometer on – road measurements: description and first results. EPJ Web of Conference, Vol. 176. ILRC 28. DOI:10/1051/epjconf/201817608003.
Meier J., Mattis I., Tegen I., Muller D. (2009) Model initialization and validation with ground- and space- based lidar measurements and sun photometer measurements. Proceeding of the 8th International Symposium on Tropospheric Profiling.
Li J., Gong W., Zhu Z., Ma. Y. Active-passive optical remote sensing for weather and climate research. (2008) {CiteSeer}.
Ionov P. I., Mollner A. K. (2015) Aerosol Optical Thickness Measurements with Elevation – Scanning Lidar. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 32., Iss. 7, pp. 1364-1371. DOI:10.1175/JTECH-D-14-00183.1.
El'cgol'ts L. E. (1974) Differentsial'nye uravneniya i variatsionnoe ischislenie. [Differential equations and calculus of variations]. M.: Nauka, 432 p. [In Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Х. Г. Асадов, У. Ф. Мамедова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
