УДК: 621.383, 621.384.32

Оптическая модель атмосферы для задач расчета облученности входных зрачков оптико-электронных систем

Филиппов В.Л., Танташев М.В., Вендеревская И.Г.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Филиппов В.Л., Танташев М.В., Вендеревская И.Г. Оптическая модель атмосферы для задач расчета облученности входных зрачков оптико-электронных систем // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 4. С. 3–10.

Filippov V.L., Tantashev M.V., Venderevskaya I.G. Optical model of the atmosphere for problems of calculating the irradiance of the entrance pupils of optoelectronic systems [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2014. V. 81. № 4. P. 3–10.

Ссылка на англоязычную версию:

V. L. Filippov, M. V. Tantashev, and I. G. Venderevskaya, "Optical model of the atmosphere for problems of calculating the irradiance of the entrance pupils of optoelectronic systems," Journal of Optical Technology. 81(4), 168-173 (2014). https://doi.org/10.1364/JOT.81.000168

Аннотация:

Приведено описание оптической модели атмосферы, которая имеет принципиальные отличия по сравнению с действующими моделями, применяемыми для оценок воздействия атмосферы на работу оптико-электронных устройств. В модели исключены понятия о типовых аэрозольных ситуациях (“тропики”, “среднеширотное лето” и проч.) и в качестве входных параметров используется сводка стандартных метеонаблюдений. Определение молекулярного поглощения проводится на основе базы спектральных линий HITRAN, понятие функции пропускания при этом не используется, соответственно не возникает проблема “неразрешенного спектра” в задачах переноса излучения в среде со сложной структурой спектра поглощения в инфракрасном диапазоне длин волн. Последняя проблема особенно остра в задачах определения контраста наблюдаемых объектов со сложной геометрией трасс визирования. Используемый подход при незначительной потере точности и значительном ускорении счета равносилен “полинейному интегрированию”.
Модель позволяет максимально адекватно учесть суточные и сезонные изменения условий видения в тропосфере и особенно в ее нижних слоях как при ясной погоде, так и в условиях низкой сплошной облачности с осадками и без.

Ключевые слова:

оптическая модель атмосферы, аэрозольное ослабление, молекулярное поглощение, профиль аэрозольного ослабления

Коды OCIS: 010.0010

Список источников:

1. Танташев М.В., Трухина Н.Ю., Филиппов В.Л. Оптические модели атмосферы. Анализ, пути развития // Оборонная техника. 2010. № 6–7. С. 3–12.
2. Филиппов В.Л., Танташев М.В. Оптико-геофизическая модель атмосферы “Тропосфера-2000” //Прикладная физика. 2004. № 2. С. 114–117.
3. Филиппов В.Л., Танташев М.В., Трухина Н.Ю., Яцык В.С. Расчет прозрачности произвольно ориентированных трасс атмосферы с высоким спектральным разрешением // Тез. док. V Междунар. форума “OPTIKS EXPO-2009”. М.: ВВЦ, 2009. С. 68–69.
4. Тютерев В.Л. Глобальные вариационные и эффективные методы расчетов положений и интенсивностей трехатомных молекул // Опт. атмосферы и океана. 2003. Т. 16. № 3. С 245–255.
5. HITRAN-PC. Installation and user manual for version 3.00. Univ. of South Florida. 2000. PC ModWin 4.0 v1r1 ver 1.1. User Environment for MODTRAN 4.0. www.ontar.com.
6. Ontar corporation. PC ModWin 4 v1r1 ver 1.1 User Interface Environment for MODTRAN 4. 2002. June. www.ontar.com.
7. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И. Тепловое излучение планет. Л.: Гидрометиздат, 1977. 262 с.
8. Филиппов В.Л., Макаров А.С., Иванов В.П. Оптическая погода в нижней тропосфере / Под ред. Филиппова В.Л. Казань: Дом печати, 1998. 183 с.
9. Филиппов В.Л. Аэрозольное ослабление электромагнитного излучения в оптических каналах по данным экспериментальных исследований. М.: ЦНИИ Информации и ТЭИ, 1984. 379 с.
10. Ивлев Л.С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л.: ЛГУ, 1982. 366 с.
11. Сакерин С.М., Береснев С.А., Горда С.Ю. Характеристики годового хода спектральной аэрозольной оптической толщи атмосферы в условиях Сибири // Опт. атмосферы и океана. 2009. Т. 22. № 6. С. 566–574.
12. Salvaggio C. Use of LOWTRAN Atmospheric Parameters in Synthetic Image Generation Models // Proc. SPIE. 1993. V. 1938. P. 294–307.
13. Berk A., Bernsten L.S., Robertson D.C. MODTRAN: a Moderate Resolution Model for LOWTRAN7. AFGL Technical Report. GL-TR-89-0122. Hanscom AFB. MA. 1989. P. 38.
14. Elterman L. Relationships Between Vertical Attenuation and Surface meteorologikal Randge // Appl. Opt. 1970. V. 9. № 8. P. 1804–1810.
15. Дябин Ю.П., Танташев М.В., Мирумянц С.О., Марусяк В.Д. Сезонные вариации вертикальных профилей атмосферного аэрозоля в нижней тропосфере // Изв. АН СССР, ФАО. 1977. Т. 13. № 11. С. 1205–1211.
16. Ку-Нан-Лиоу. Основы радиационных процессов в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 376 с.
17. Филиппов В.Л., Макаров А.С., Иванов В.П. Построение региональных полуэмпирических моделей оптических характеристик атмосферы // Док. АН СССР. 1982. Т. 256. № 6. С. 1353–1356.
18. Самойлова С.В., Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Пеннер И.Э. Исследование вертикального распределения тропосферных аэрозольных слоев по данным многочастотного лазерного зондирования. Часть 2. Вертикальное распределение оптических характеристик аэрозоля в видимом диапазоне // Опт. атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 12. C. 1475–1480.
19. Максимюк В.С., Танташев М.В., Семенов Л.С. Многоканальный нефелометр для определения спектральной прозрачности атмосферы с борта самолета // ОМП. 1987. № 6. С. 20–22.
20. Максимюк В.С., Филиппов В.Л. Самолетные исследования динамики аэрозоля, определяющей изменчивость оптической погоды //Оптический журнал. 2007. Т. 74. № 1. С. 50–54.
21. Филиппов В.Л., Иванов В.П. О зависимости аэрозольного ослабления оптического излучения от влажности воздуха // Метеорология и гидрология. 1979. № 4. С. 65-69.
22. Справочник. Атмосфера. (Справочные данные, модели). Л.: Гидрометиздат, 1991. 509 с.
23. Задорина Н.В., Румянцева Н.А., Танташев М.В., Филиппов В.Л. Влияние атмосферы на условия наблюдения в коротковолновой области спектра. М.: Информтехника, 1991. 132 с.
24. Макаров А.С., Филиппов В.Л. Ослабление ИК излучения в атмосфере при наличии осадков // Оптический журнал. 1996. № 11. С. 33–36.

25. Avara E.P., Miers B.T., Wetmore A.E., Fitzgerrel J.A. The Climatology Module Climat // ARL-TR-273-8. 1998, June. 62 p.
26. Козлов С.Д., Макаров А.С., Филиппов В.Л. О структуре спектральных коэффициентов ослабления излучения в окнах прозрачности атмосферы // М: ЦНИИ информации и ТЭИ, 1981. № 2618. 123 с.
27. Макаров А.С., Филиппов В.Л. Некоторые материалы исследования коэффициентов ослабления излучения (8–12 мкм) в естественной атмосфере // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1978. Т 21. № 3. С. 368–371.
28. Carlon H.R. Molecular interpretation of the infrared water wapor continuum: comments // Appl. Opt. 1978. V. 17. № 20. P. 3193–3195.
29. Беленький М.С., Задде Г.О., Камаров В.С., Носов В.В., Першин А.А., Хамарин В.И., Цверава В.Г. Оптическая модель атмосферы / Под ред. Зуева В.Е., Носова В.В. Томск: Изд. СО АН СССР, 1987. 225 с.