СПОСОБ И ЛИДАРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТЕЙ АТМОСФЕРЫ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМОГО НА БОРТУ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, А ТАКЖЕ В АЭРОПОРТАХ И НА ВЕТРОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

1. Способ измерения турбулентностей атмосферы с помощью лидарной системы, в частности, на борту летательных аппаратов, при осуществлении которого в направлении интересующей области пространства посылают расширенный импульсный лазерный луч (12) с заданной длиной волны и принимают обратно рассеянный свет из интересующей области пространства, отличающийся тем, что в первый момент времени t1 и во второй момент времени t2 после посылки лазерного импульса (L) измеряют распределение интенсивности в поперечном сечении потока обратно рассеянного света и на основании сравнения двух распределений интенсивности определяют турбулентность атмосферы в поле измерений, определяемом моментами времени t1 и 12.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что путем измерения распределения интенсивности в соответствующий момент времени обнаруживают спеклы, возникающие при обратном рассеянии лазерного импульса (L) на молекулах воздуха и частицах аэрозолей, а турбулентность атмосферы определяют на основании сравнения спекл-картин.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределения интенсивности в оба момента времени t1 и t2 регистрируют с помощью камеры (21, 22) при заданном времени экспозиции и на основании полученных снимков формируют графическое представление вариации показателя преломления в поле измерений.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают взаимную корреляцию распределений интенсивности для представления вариации показателя преломления в поле измерений в виде изображения.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что периодически испускают множество лазерных импульсов (L) для выполнения множества измерений с определенными временными интервалами.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что его осуществляют на борту летательного аппарата, причем частоту испускаемых лазерных импульсов (L) выбирают в зависимости от скорости полета таким образом, чтобы определять турбулентности атмосферы на определенном расстоянии перед летательным аппаратом.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно к каждому лазерному импульсу (L) посылают еще один лазерный импульс (L'), формируя двойной импульс, причем на основании каждого из лазерных импульсов (L, L') определяют турбулентность атмосферы в поле измерений и путем корреляции результатов двух измерений определяют скорость движения воздуха в зоне турбулентности атмосферы.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что для каждого из лазерных импульсов (L, L') двойного импульса получают снимки распределений интенсивности в моменты времени t1 и t2 после посылки лазерного импульса (L, L'), причем скорость движения воздуха в зоне турбулентности атмосферы отображают двойной корреляцией снимков.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что характеристику интенсивности посланного лазерного луча (12) модулируют по его поперечному сечению.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что посланный лазерный луч (12) расщепляют на несколько отдельных лучей, образующих измерительные круги в пределах расширенного лазерного луча.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что для генерирования лазерного луча (12) используют двухимпульсный лазер (10).
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что для регистрации распределения интенсивности в моменты времени t1 и t2 после посылки лазерного импульса (L) используют по меньшей мере две камеры (21, 22).
13. Лидарная система для измерения турбулентностей атмосферы, в частности для летательных аппаратов, содержащая лазер (10) для посылки в интересующую область пространства расширенного импульсного лазерного луча с заданной длиной волны, отличающаяся тем, что она включает в себя детектор (21, 22) для измерения распределения интенсивности в поперечном сечении потока обратно рассеянного света из интересующей области пространства в первый момент времени t1 и во второй момент времени t2 после посылки лазерного импульса (L), блок (25) синхронизации, сопрягающий детектор (21, 22) с лазером (10) для инициирования измерений в моменты времени t1 и t2, и блок (30, 31, 32, 33) обработки данных, который на основании сравнения измеренных распределений интенсивности определяет турбулентность атмосферы.
14. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что детектор (21, 22) выполнен с возможностью определения положения спеклов, возникающих при обратном рассеянии лазерного импульса (L) на молекулах воздуха, а блок (30, 31, 32, 33) обработки данных выполнен с возможностью сравнения спекл-картин для определения турбулентности атмосферы на основании результатов их сравнения.
15. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что детектор (21, 22) включает в себя по меньшей мере одну камеру, которая при заданном времени экспозиции регистрирует распределения интенсивности в моменты времени t1 и t2, причем блок (30, 31, 32, 33) обработки данных на основании полученных снимков формирует графическое представление вариации показателя преломления в поле измерений.
16. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что блок (30, 31, 32, 33) обработки данных выполнен с возможностью установления взаимной корреляции распределений интенсивности для представления вариации показателя преломления в поле измерений, определяемом моментами времени t1 и t2, в виде изображения.
17. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что лазер (10) выполнен с возможностью испускания множества лазерных импульсов (L) для выполнения множества измерений с определенными временными интервалами.
18. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что она предназначена для использования на борту летательного аппарата, причем частота испускаемых лазерных импульсов (L) выбирается в зависимости от скорости полета из условия определения турбулентностей атмосферы на определенном расстоянии перед летательным аппаратом.
19. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что лазер (10) представляет собой двухимпульсный лазер, который дополнительно к каждому лазерному импульсу (L) посылает еще один лазерный импульс (L'), причем блок обработки данных на основании каждого лазерного импульса (L, L') определяет турбулентность атмосферы в поле измерений и путем корреляции результатов двух измерений определяет скорость движения воздуха в зоне турбулентности атмосферы.
20. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что для каждого лазерного импульса (L, L') двойного импульса детектор (21, 22) получает снимки распределений интенсивности в моменты времени t1 и t2 после посылки лазерного импульса (L, L'), а блок (31, 32, 33) обработки данных путем двойной корреляции снимков отображает скорость движения воздуха в зоне турбулентности атмосферы.
21. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что она включает в себя пространственный модулятор (50), который модулирует характеристику интенсивности посланного лазерного луча (12) по его поперечному сечению.
22. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что она включает в себя голографическую пропускающую решетку (51) для расщепления посланного лазерного луча (12) на несколько отдельных лучей.
23. Лидарная система по п.13, отличающаяся тем, что детектор (21, 22) содержит по меньшей мере две камеры для регистрации распределений интенсивности в моменты времени t1 и t2 после посылки лазерного импульса,
24. Применение лидарной системы по одному из пп.13-23 на борту летательного аппарата.
25. Летательный аппарат, в частности самолет или вертолет, отличающийся тем, что он оборудован лидарной системой по одному из пп.13-23.