ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕД ИСЛ ОВИЕ ...............................................................................................................
5
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБ ОЗ НАЧ ЕНИЙ ....................................................................
8
ВВЕД ЕНИЕ ......................................................................................................................
12
I. ЭЛЕМ ЕНТЫ ТЕОРИИ СВЕТОРАССЕЯНИЯ ........................................................
17
1. ЭЛЕМЕНТЫ Л ОКАЦИОННОЙ СХЕМ Ы ................................................................
19
1.1. Обобщенная схема локации ..............................................................................
19
1.2. Структурная схема лазерного локатора..............................................................
26
1.3. Модели лазерного источника и приемной оптической системы .........................
28
2. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА З ЕМ НОЙ АТМ ОСФ ЕРЫ ........................................
35
2.1. Атмосфера Земли ..............................................................................................
35
2.2. Общая характеристика влияния земной атмосферы на распространение
лазерного излучения .........................................................................................
39
2.3. Селективное поглощение излучения атмосферными газами...............................
40
2.4. Оптические характеристики аэрозольной атмосферы.........................................
56
2.5. Оптические характеристики турбулентной атмосферы ......................................
73
2.6. Оптическая рефракция в земной атмосфере .......................................................
82
2.7. Молекулярное (рэлеевское) рассеяние в земной атмосфере ...............................
86
3. ОТРАЖ АЮ ЩИ Е СВОЙС ТВА З ЕМ НОЙ И М ОРС КОЙ П ОВЕРХ НОСТ ЕЙ
И ОБЪ ЕКТОВ Л ОКАЦИИ ........................................................................................
91
3.1. Земная поверхность ..........................................................................................
92
3.2. Морская поверхность ....................................................................................... 100
3.3. Светоотражатели .............................................................................................. 106
3.4. Объекты сложной формы ................................................................................. 110
4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКОВ В ЗЕМ НОЙ АТМОСФ ЕРЕ....
115
4.1. Распространение лазерных пучков в атмосфере, содержащей поглощающие
газы ................................................................................................................. 115
4.2. Распространение лазерных пучков в аэрозольной атмосфере ............................ 121
4.3. Распространение лазерных пучков в турбулентной атмосфере......................... 150
4.4. Распространение лазерных пучков в атмосфере с молекулярным рассеянием.
179
I I . ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ИМПУЛЬСНЫХ ЛАЗЕРНЫХ
ЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ .............................................................................. 183
5. УРАВНЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ................................................................... 185
5.1. Расчет световых полей на трассе с отражением в аэрозольной атмосфере...... 185
5.2. Расчет световых полей на трассе с отражением в турбулентной атмосфере... 193
6. МОЩНОСТЬ ЛАЗЕРНОГО ЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА ОТ НЕРОВНОЙ
ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ .......................................................................................... 202
6.1. Интегральное выражение для мощности принимаемого лазерного сигнала
при импульсной локации неровной земной поверхности............................... 202
6.2. Временная структура лазерного локационного сигнала от плоской земной
поверхности при локации вертикально вниз................................................... 204
6.3. Временная структура лазерного локационного сигнала от неровной земной
поверхности при локации вертикально вниз................................................... 207
6.4. Временная структура лазерного локационного сигнала от неровной земной
поверхности при наклонной локации. Слабые затенения ............................... 215
6.5. Временная структура лазерного локационного сигнала от неровной земной
поверхности при наклонной локации. Сильные затенения ............................. 224
7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРНОГО
ЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА ОТ ВЗВОЛНОВАННОЙ МОРСКОЙ
ПОВЕРХНОСТИ......................................................................................................... 230
7.1. Интегральное выражение для мощности принимаемого лазерного сигнала
при импульсной локации взволнованной морской поверхности.................... 230
7.2. Временная структура лазерного локационного сигнала от взволнованной
морской поверхности при локации вертикально вниз.................................... 233
7.3. Временная структура лазерного локационного сигнала от взволнованной
морской поверхности при наклонной локации. Слабые затенения .................. 240
7.4. Временная структура лазерного локационного сигнала от взволнованной
морской поверхности при наклонной локации. Сильные затенения ................ 247
8. МОЩНОСТЬ ЛАЗЕРНОГО ЛОКАЦИОННОГО СИГНАЛА
ОТ СВЕТООТРАЖАТЕЛЕЙ .................................................................................... 252
8.1. Интегральное выражение для мощности принимаемого лазерного
локационного сигнала от ламбертовского светоотражателя.............................. 252
8.2. Временная структура лазерного локационного сигнала от ламбертовского
светоотражателя.............................................................................................. 253
8.3. Интегральное выражение для мощности принимаемого лазерного
локационного сигнала от зеркального и уголкового светоотражателей .......... 257
8.4. Временная структура лазерного локационного сигнала от зеркального и
идеального уголкового светоотражателей........................................................ 259
8.5. Мощность принимаемого лазерного локационного сигнала от реального
уголкового светоотражателя ........................................................................... 263
9. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВХОДНЫХ
СИГНАЛОВ СИСТЕМ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ................................................. 279
9.1. Метод математического моделирования в проектировании систем лазерной
локации ........................................................................................................... 279
9.2. Математическое моделирование лазерного локационного сигнала от
объектов сложной формы и земных ландшафтов со сложным рельефом ....... 282
9.3. Формирование моделей входных сигналов для исследования лазерных
локационных систем ...................................................................................... 289
III. ПОМЕХИ В СИСТЕМАХ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ .......................................... 293
10. ПОМЕХИ В СИСТЕМАХ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ, ВЫЗВАННЫЕ
ОТРАЖЕНИЕМ ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА ОТ ТОЛЩИ СРЕДЫ
И ОТ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ............................................................................ 295
10.1. Помеха обратного рассеяния.......................................................................... 295
10.2. Помеха, вызванная переотражением от подстилающей поверхности
излучения, рассеянного атмосферой .............................................................. 309
11. ФОНОВАЯ ПОМЕХА В СИСТЕМАХ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ...................... 313
11.1. Источники фонового излучения..................................................................... 313
11.2. Фоновая помеха в видимой области спектра.................................................. 315
11.3. Фоновая помеха в инфракрасной области спектра ......................................... 327
12. ФЛУКТУАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЛОКАЦИОННОГО ЛАЗЕРНОГО СИГНАЛА....................................................... 336
12.1. Флуктуации центра тяжести изображения..................................................... 336
12.2. Флуктуации интенсивности локационного лазерного сигнала ...................... 344
12.3. Флуктуации времени прихода локационного сигнала .................................... 357
IV. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИЕМА ИМПУЛЬСНЫХ
ЛАЗЕРНЫХ СИГНАЛОВ ....................................................................................... 361
13. ПРИЕМ СИГНАЛОВ В ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМАХ ЛАЗЕРНОЙ
ЛОКАЦИИ .................................................................................................................. 363
13.1. Структурные схемы лазерных локационных систем ....................................... 363
13.2. Особенности приема сигналов в оптическом диапазоне ................................. 367
13.3. Статистические характеристики сигнала, шума и их смеси на выходе
фотодетектора................................................................................................. 372
14. ОБНАРУЖЕНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА
В ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМАХ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ................................. 379
14.1. Обнаружение сигнала..................................................................................... 379
14.2. Измерение параметров сигнала ...................................................................... 389
14.3. Измерение дальности ..................................................................................... 394
14.4. Измерение угловых координат ....................................................................... 399
V. СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ
И ИХ ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА .................................................................................... 407
15. ЭЛЕМЕНТЫ ЛАЗЕРНЫХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ .................................. 409
15.1. Источники излучения в системах лазерной локации ....................................... 409
15.2. Приемники излучения в системах лазерной локации ...................................... 424
15.3. Оптические системы лазерных локационных систем ...................................... 435
15.4. Сканирующие устройства ............................................................................... 444
16.ЛАЗЕРНЫЕ ЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ, НАВЕДЕНИЯ,
ДАЛЬНОМЕТРИИ, ВЫСОТОМЕТРИИ И ВЫСОКОТОЧНЫХ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ........................................................................ 448
16.1. Лазерные импульсные альтиметры .................................................................. 448
16.2. Лазерная дальнометрическая система для высокоточных геофизических
измерений ........................................................................................................ 462
16.3. Российский космический лазерный локатор «Балкан»..................................... 466
16.4. Лазерная локационная система для автоматического сопровождения и
определения координат целей ......................................................................... 472
16.5. Лазерная локационная система для стыковки космических аппаратов ........... 476
16.6. Многоцелевая лазерная локационная система для космических аппаратов...
479
16.7. Система для лазерной локации Луны .............................................................. 484
ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................................... 488
П.1. Визуальное определение метеорологической дальности видимости.............. 488
П.2. Таблицы значений восходящей и нисходящей радиации................................. 489
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................................. 501