Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.E.128

Прецизионный лазерный волнограф: результаты натурных измерений

Стерлядкин В.В. (1), Куликовский К.В. (1), Кузьмин А.В. (2), Ростовцева Е.И. (1)
(1) Российский технологический университет (МИРЭА), Москва, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Описан сканирующий лазерный волнограф, позволяющий проводить прямые дистанционные измерения «мгновенного» профиля морской поверхности с точностью 0.5 мм по высоте и пространственным разрешением 1 мм [1,2]. При сканировании луча по морской поверхности происходит рассеяние лазерного излучения, начиная от границы раздела вода - воздух. Регистрация рассеянного излучения проводится на видеокамеру. Синхронизация лазерной развертки с началом записи изображения на матрицу видеокамеры позволяет получать «мгновенные» профили морской поверхности с привязкой по времени 0,1 мс. Метод прошел полные натурные испытания на морском пирсе в 2020 году и морской платформе в 2021 году. Измерения профиля поверхности могут проводиться на пространственных масштабах от единиц миллиметров до единиц метров при времени экспозиции каждой точки профиля 0,1 мс. Это обеспечивает четкую регистрацию границы поверхности с частотой обновления 30-60 Гц, что позволяет с высокой точностью и высоким разрешением регистрировать волны всех масштабов, включая капиллярные. Достоинством метода является прямой характер измерения аппликат и всех характеристик волнения не только во времени, но и в пространстве. Это позволяет получать большие ряды (21000) «мгновенных» профилей волнения для каждой 6 минутной реализации. Приведены результаты натурных измерений параметров морского волнения: мгновенные профили, спектры амплитуд, одномерные и двумерные распределения уклонов при различных пространственных масштабах усреднения.
Метод полностью дистанционен, не искажает свойства поверхности, не подвержен влиянию ветра, волн и морского течения, позволяет измерять долю пены на поверхности. Экспериментально в натурных условиях доказана возможность применения предложенного метода в любое время суток и в широком диапазоне погодных условий.

Ключевые слова: Волнограф, спектр волнения, распределение уклонов, профиль волновой поверхности, капиллярные волны, дистанционные измерения
Литература:
  1. Стерлядкин В.В. Сканирующий лазерный волнограф с регистрацией «мгновенной» формы поверхности. Патент на изобретение RU №2749727. Рег. 16.10.2020.
  2. 2. Sterlyadkin V. V., A. V. Kuzmin, E. A. Sharkov, M. V. Likhacheva. Scanning Laser Wave Recorder with Registration of “Instantaneous” Sea Surface Profiles. Atmospheric and Oceanic Technology. – 2021. – Vol. 38. – No 8. – P. 1415-1424.

Презентация доклада

Видео доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

287