Удосконалення моделей та методів радіоакустичного зондування атмосфери - Толстих, Є. Г. (ХНУРЕ, 2018)
Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі вдосконалення моделей і методів радіоакустичного зондування атмосфери (РАЗ), які дозволять підвищити точність вимірювання характеристик атмосфери та визначити якісні показники їх вимірювання, а також обґрунтовано використовувати системи РАЗ на практиці. Застосування комбінованої обробки сигналів систем РАЗ – доплерівської та кореляційної, забезпечує можливість дистанційної реєстрації висотних профілів вертикальної складової швидкості вітру. Введення в антенний пристрій системи РАЗ розподіленого акустичного випромінювача дозволяє одночасно вимірювати і горизонтальну складову швидкості вітру. Нова методика метрологічної атестації систем РАЗ, ґрунтується на метрологічній атестації основних пристроїв системи, що визначають похибку вимірювання інформаційного параметра відбитого сигналу системи. Запропоновано метод прийому, який заснований на пасивній радіолокації плями розсіяних електромагнітних коливань, сфокусованих сферичними хвильовими фронтами акустичного пакету. Проведена оцінка впливу видів зондуючих електромагнітного і акустичного сигналів на потенційну точність оцінки параметрів атмосфери. Розроблено метод фільтрації миттєвих профілів температури, одержуваних системою РАЗ, що дозволяє зменшити час, який витрачається на отримання температурних профілів атмосфери з необхідною достовірністю, і дозволить виключити з результатів вимірювань похибки, які обумовлені нестаціонарним характером протікання атмосферних процесів. Отримані в роботі моделі і методи можуть бути використані для вдосконалення існуючих і створення нових систем радіоакустичного зондування. Dissertation is devoted to solving a relevant scientific problem related to the improvement of models and methods of radio-acoustic sounding (RAS) the atmosphere, which will increase the accuracy of atmospheric characteristics measurement and determine the qualitative factors of their measurement, as well as substantiate the use of the RAS systems in practice. The application of the combined Doppler and correlation signal processing in RAS systems provides the possibility of remote registration of wind velocity’s vertical component high-altitude profiles. Usage in the RAS system’s antenna of the distributed acoustic emitter also allows measuring simultaneously the horizontal component of the wind velocity. The new method of system RAS metrological certification is based on the metrological certification of the system’s main devices which determine the measurement error in the information parameter of the system reflected signal. The method of reception based on passive radar location of scattered electromagnetic oscillations spots and focused by spherical wave fronts of the acoustic package is proposed. The estimation of probing electromagnetic and acoustic signals waveforms influence on the potential accuracy of atmospheric parameters is carried out. The method of filtering the instantaneous temperature profiles obtained by the RAS system is developed. It allows reduce the time spent on obtaining the atmosphere temperature profiles with the required reliability, and allow exclude errors from the measurement results The obtained models and caused by the unsteady nature of atmospheric processes methods can be used to improve the existing and to create new radio acoustic sounding system.
Keywords: радіоакустичне зондування; атмосфера; кореляційна обробка; пасивна радіолокація; radio acoustic sounding; atmosphere; correlation processing; passive radar location