Диссертация (1090700)
Текст из файла
Федеральное государственное образовательное учреждение высшегообразования «Московский государственный технический университет информационных технологий, радиотехники и электроники»На правах рукописиЛысов Павел ИгоревичМетоды обработки сигналов в лидарных системах при исследованиигазодымовых выбросов в зонах кризисных и чрезвычайных ситуаций.Специальность 05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства телевиденияДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидататехнических наукНаучный руководитель: кандидат технических наук,доцентГрязных И.В.МОСКВА 20152ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ..................................................................................................5ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ЛИДАРНОГОИССЛЕДОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ В ЗОНАХ КС И ЧС......................
121.1. Этапы развития и современное состояние исследования атмосферы спомощью лидаров ...................................................................................................... 121.2. Аэрозольные лидары для мониторинга воздушной среды в зонекризисных и чрезвычайных ситуаций, а также в экологическинеблагоприятных районах........................................................................................
141.3. Лидары дифференциального поглощения для мониторинга газовыхсоставляющих атмосферы........................................................................................ 191.4. Постановка задач, решаемых в работе............................................................. 211.5. Выводы по главе 1.............................................................................................. 25ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ ..........................................
262.1. Уравнение мощности принимаемого сигнала на входе фотоприёмногоустройства лидарной системы ................................................................................. 262.1.1. Описание параметров уравнения............................................................... 262.1.2. Сравнительный анализ лидарного уравнения и уравнениярадиолокации..........................................................................................................
302.2. Виды рассеяния электромагнитного излучения атмосфернымичастицами и молекулами газов, используемые в лидарных системахисследования атмосферы.......................................................................................... 342.3. Методы расчёта коэффициента ослабления атмосферного аэрозоля........... 372.3.1. Одноволновое зондирование аэрозолей .....................................................
372.3.2. Двух- и многоволновое зондирование аэрозолей....................................... 422.4. Методы расчёта параметров компонентов атмосферы, применяемыев диссертации............................................................................................................. 442.4.1. Модификация метода интегрального накопления для расчётакоэффициента ослабления аэрозоля ................................................................... 442.4.2. Расчёт относительной объёмной концентрации газов методомдифференциального поглощения-рассеяния.......................................................
462.5. Выводы по главе 2.............................................................................................. 483ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИДАРНОГО СИГНАЛА................ 493.1. Прохождение лидарного сигнала через приемный тракт лидарнойсистемы....................................................................................................................... 493.2. Разработка модели лидарного сигнала ............................................................ 533.3. Анализ свойств спектра лидарного сигнала с помощьюразработанной модели .............................................................................................. 583.4. Моделирование зашумленного лидарного сигнала........................................
653.5. Выводы по главе 3.............................................................................................. 69ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЛИДАРНОГО СИГНАЛА.......... 704.1. Общие положения .............................................................................................. 704.2. Повышение точности расчётов лидарных измерений с помощьюметодов ЦОС.............................................................................................................. 734.3. Фильтрация лидарного сигнала с помощью методов ЦОС ...........................
784.3.1. Фильтрация лидарного сигнала при расчете профилякоэффициента ослабления аэрозоля ................................................................... 794.3.2. Фильтрация лидарного сигнала при расчете относительнойобъёмной концентрации АХОВ ............................................................................ 824.4. Обработка лидарных сигналов с использованием цифровойфильтрации ................................................................................................................ 864.5.
Выводы по главе 4.............................................................................................. 88ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ................. 895.1. Сведения о системе «АСДМ-Лидар» и входящих в неё комплексах ........... 895.2. Работа программы обработки лидарного сигнала ..........................................
945.3. Сравнительная оценка погрешности восстановления для программыобработки лидарных сигналов с помощью моделирования ................................. 965.4. Анализ результатов обработки реальных лидарных сигналов.................... 1005.5.
Сравнение результатов восстановления профилей параметровкомпонентов атмосферы с результатами, полученными в других работах...... 1045.6. Выводы по главе 5............................................................................................ 1084ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................... 109СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ .................
111СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .................................................................... 114УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.............................................................. 115СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ...................................................................... 119ПРИЛОЖЕНИЕ А. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБРАБОТКИЛИДАРНЫХ СИГНАЛОВ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ПРОФИЛЯКОЭФФИЦИЕНТА ОСЛАБЛЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙОБЪЁМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ .....................................................
131ПРИЛОЖЕНИЕ Б. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ,ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ С ПОМОЩЬЮАППАРАТУРНЫХ КОМПЛЕКСОВ, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ«АСДМ-ЛИДАР» ........................................................................................ 1375ВВЕДЕНИЕПроблема предупреждения и раннего обнаружения кризисных и чрезвычайных ситуаций (КС и ЧС) является одной из самых важных при обеспеченииэкологической безопасности.
В настоящее время имеются тенденции объединения промышленных объектов в кластеры вблизи крупных городов. В случаевозникновения аварий, КС и ЧС, в ходе которых происходят выбросы аэрозолей и аварийно-химически опасных веществ (АХОВ), увеличивается риск нанесения тяжёлого вреда здоровью большого количества людей. В связи с этимужесточаются требования к системам контроля состояния атмосферного воздуха с целью профилактики КС и ЧС.С начала 90-х гг.
ХХ в. для регистрации и слежения за протеканием КС иЧС стали интенсивно применяться дистанционные методы с использованиемлазерных излучателей (лидарные методы). Лидаром (от англ. Light DetectionAnd Ranging) называют устройство, излучающее в атмосферу импульс лазерного излучения и оценивающее её параметры с помощью обработки отклика наизлучённый импульс.Преимущества лидарных методов измерения параметров атмосферы в зонах КС и ЧС по сравнению с другими возможными методами (контактные датчики, дистанционные пассивные методы, радиозонды) таковы:• дистанционность измерений позволяет обеспечить оперативный и независимый от администрации предприятий контроль источников выброса;• возможность построения лидарных систем на мобильной платформе позволяет обнаруживать аварии в удалённых и труднодоступных местах (в трубопроводах, на транспортных магистралях и др.);• возможность получения профилей измеряемых параметров атмосферы иеё компонентов с пространственным разрешением, ограниченным в основномдлительностью импульса лазера;6• построение лидарных систем со встроенными в них современными средствами связи и телекоммуникаций позволяет проводить контроль динамикиразвития ЧС в реальном времени;Известны исследования по определению с помощью лидаров параметроватмосферного воздуха и газодымовых выбросов в зонах КС и ЧС таких отечественных учёных, как М.Е.
Берлянд [9], С.С. Хмелевцов [113], А.П. Чайковский [33, 59, 66, 77], Ю.С. Балин [6, 8, 66], А.С. Борейшо [10], Б.И. Васильев[1, 16, 17]. Из зарубежных учёных большой вклад в развитие таких исследований внесли работы Measures R.M. [101], Churnside J.H. [86], Böckmann C.[110], Ansmann A.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
