×
25.08.2017
217.015.cee9

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области метеорологии и касается способа определения прозрачности атмосферы по фотометрии звезд. Способ включает в себя определение величины относительной мощности излучения двух звезд. При измерениях используют прибор с зарядовой связью. Величину относительной мощности излучения определяют рассчитывая яркость в уровнях серого полученного изображения путем суммирования яркости каждого ее отдельного пикселя за вычетом фонового сигнала неба. Одновременно с этим измеряют углы между горизонтом и звездами А и В, по которым вычисляют атмосферную массу к каждой из двух звезд. Коэффициент прозрачности атмосферы определяют по выражению: где I, I - известные заатмосферные мощности звезд А и В; S, S - рассчитанные в эксперименте относительные мощности излучения звезд; М, М – атмосферные массы к звездам А и В. Технический результат заключается в упрощении способа, сокращении времени измерений и обеспечении возможности проведения измерений в любое время суток. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к метеорологии, фотометрии и спектрофотометрии звезд и может быть использовано для получения информации о прозрачности атмосферы по звездам на вертикальных и наклонных трассах.

Из существующего уровня техники известно несколько различных способов определения прозрачности атмосферы по звездам, физическая сущность которых основана на увеличении поглощения атмосферы с увеличением атмосферной массы на трассе наблюдения звезд. К подобным способам относятся: метод Бугера, метод пары звезд, метод Никонова (метод контрольных звезд), метод Сарычева (А.В. Миронов. Основы астрофотометрии. Практические основы фотометрии и спектрофотометрии звезд.//М. Физматлит, ISBN 978-5-9221-0935-2, 2008 г.). Рассмотрим каждый из названных методов в отдельности.

Способ определения прозрачности атмосферы по методу Бугера (стр. 224) основан на наблюдении в монохроматическом свете с длиной волны λ в два момента времени Τ1 и Т2 при воздушных массах, равных соответственно М(z1) и M(z2). Разность наблюденных звездных величин, отнесенная к разности соответствующих воздушных масс, даст бугеровский коэффициент атмосферной экстинкции (прозрачность в зенитном направлении).

Способ определения прозрачности атмосферы по методу Никонова (стр. 228) заключается в том, что выбирают и многократно измеряют одну (специально выбранную стандартную) звезду, которую называют экстинкционной, а в промежутках между ее наблюдениями - измеряют программные (контрольные) звезды.

Метод Сарычева (стр. 231) заключается в том, что за короткий промежуток времени изменение прозрачности представляют прямолинейным отрезком. Таким коротким промежутком времени считается интервал, в котором произведено три последовательных измерений различных звезд. Принимается, что за этот промежуток времени можно считать коэффициент экстинкции (прозрачности) линейно изменяющимся со временем.

Наиболее близким аналогом из них является способ определения прозрачности атмосферы по парам звезд (стр. 227), заключающийся в том, что осуществляют последовательное наведение телескопа на две звезды, находящиеся на различных зенитных расстояниях с определением их уровня относительной мощности излучения путем регистрации потока света в виде количества фотоэлектронов, приходящего через атмосферу. При регистрации используют фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Полученные при этом данные используют для определения коэффициента прозрачности атмосферы (или - прозрачность в зенитном направлении) из соотношения внеатмосферных величин блеска звезд к их атмосферным массам.

Все приведенные выше способы имеют следующие недостатки:

- не работают в дневное время суток, т.к. в дневных условиях яркий фон атмосферы приводит к насыщению ФЭУ,

- не работают в красной спектральной полосе,

- использование при регистрации ФЭУ не позволяет выделить изображение звезды на ярком фоне дневного неба,

- требуется достаточно большое время наблюдения и специальное местоположение с хорошим астроклиматом и вдали от населенных пунктов,

- сложность в эксплуатации, требующей использование узкоспециализированного сложного оборудования, громоздкого астрономического телескопа и участия нескольких высококвалифицированных специалистов.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей за счет определения прозрачности атмосферы в любом месте, в любой спектральной полосе и в любое время суток за короткое время наблюдения и обработки. Кроме того, одновременно с этим обеспечивается простота в эксплуатации, компактность и мобильность, позволяющие осуществить оперативную перевозку и монтаж при изменении места испытаний.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения прозрачности атмосферы по фотометрии звезд, заключающемся в том, что осуществляют последовательное наведение телескопа, по меньшей мере, на две звезды, находящиеся на различных зенитных расстояниях, определяют их величину относительной мощности излучения путем измерения потока света, приходящего от звезд через атмосферу, и полученные данные используют для определения коэффициента прозрачности атмосферы, новым является то, что при измерении используют прибор с зарядовой связью, на матрице которого получают изображение звезды, а величину относительной мощности излучения определяют рассчитывая яркость в уровнях серого полученного изображения путем суммирования яркости каждого ее отдельного пикселя за вычетом фонового сигнала неба, одновременно с этим измеряют углы между горизонтом и звездами А и В, по которым вычисляют атмосферную массу к звезде и к звезде , а коэффициент прозрачности атмосферы Т0 рассчитывают по следующему выражению:

где Ia, Iв - известные заатмосферные мощности звезд А и В;

Sa, Sв - рассчитанные в эксперименте относительные мощности излучения звезд.

Использование при измерении прибора с зарядовой связью, на матрице которого получают изображение звезды, позволяет выделить изображение звезды на ярком фоне дневного неба за короткое время проведения измерений, что способствует реализации всесуточного контроля прозрачности атмосферы в любом месте и регистрации в красном спектральном диапазоне, а также обеспечивает простоту в эксплуатации, мобильность, и компактность.

Определение величины относительной мощности излучения по расчету яркости в уровнях серого полученного изображения путем суммирования яркости каждого ее отдельного пикселя за вычетом фонового сигнала неба позволяет количественно определить относительную мощность излучения звезды для дальнейшего расчета коэффициента прозрачности, что также расширяет функциональные возможности устройства и обеспечивает простоту в эксплуатации.

Измерение углов между горизонтом и звездами А и В, по которым вычисляют атмосферную массу к звезде и к звезде , позволяет уменьшить время наведения регистрирующей аппаратуры на звезды и ускорить получение результата.

Определение коэффициента прозрачности атмосферы Т0 по выражению: где Ia, IB - известные заатмосферные мощности звезд; Sа, SB - рассчитанные в эксперименте относительные мощности излучения звезд, позволяет упростить расчеты и быстро получить текущую информацию по состоянию прозрачности атмосферы в различных областях небесной сферы, что также влияет на расширение функциональных возможностей устройства и обеспечение простоты в эксплуатации.

Реализация предлагаемого способа определения прозрачности атмосферы по фотометрии звезд схематично представлена на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 приведена схема регистрации звезд. На фиг. 2 - схема расчета углов. Позициями на фигурах обозначены: 1 - телескоп; 2 - альт-азимутальная монтировка; 3 - штатив; 4 - прибор с зарядовой связью (далее - ПЗС-камера); 5 - персональный компьютер для записи изображений; 6 -персональный компьютер для управления монтировкой телескопа; 7 - угловая высота звезды А; 8 - угловая высота звезды В, 9 - точка наблюдения, 10 - зенит; А, В - звезды.

Схема включает в себя телескоп 1 с фокусом 1,325 м и диаметром 102 мм. Альт-азимутальная монтировка 2? установленная на штативе 3, выполнена с возможностью ручного и компьютерного управления 6, что позволяет выбирать и устанавливать любую угловую высоту точки наблюдения 9. ПЗС-камера 4 фирмы Watec-Wat-100 N с кремниевой матрицей SONY размером 795(гориз.)×596(вертик.) пикселей и размером одиночного пикселя 8.6 мкм×8,3 мкм размещена на выходе телескопа 1. На входе ПЗС-камеры 4 установлен светофильтр КС-19, выделяющий спектральный участок от λ=700 нм (коротковолновая граница красного фильтра КС-19) до λ=1000 нм (длинноволновая граница спектральной чувствительности кремниевой матрицы), а выход ПЗС-камеры - подключен к персональному компьютеру для записи изображений 5.

Работа способа осуществляется следующим образом. Для корректного наведения телескопа 1 с помощью персонального компьютера 6 необходимо сначала осуществить наведение и фокусировку по Полярной звезде, которая находится постоянно в одном угловом положении на небесной сфере. После наведения на звезду А телескоп 1 направляет поток света, приходящий от нее через атмосферу, и строит изображение звезды на матрице ПЗС-камеры 4. Затем с помощью персонального компьютера для записи изображений 5 осуществляют запись и вычисляют величину относительной мощности излучения звезды, которую определяют рассчитывая яркость в уровнях серого (далее у.с.) путем суммирования яркости каждого ее отдельного пикселя за вычетом фонового сигнала неба.

Далее после наведения на звезду В аналогичным образом находим величину относительной мощности излучения, приходящего от звезды В.

Одновременно с этим измеряют углы между горизонтом и угловыми высотами звезд А и В (7, 8), по которым вычисляют атмосферную массу к звезде , и к звезде . Полученные данные используют для определения коэффициента прозрачности атмосферы в зенит (10) Т0, который рассчитывают по следующему выражению: где Ia, IB - известные величины заатмосферной мощности звезд А и В; Sa, SB - рассчитанные в эксперименте относительные мощности излучения звезд.

На предприятии проведены исследования и эксперименты по представленному способу определения прозрачности атмосферы по фотометрии звезд с достижением вышеуказанного технического результата. В ходе измерений в спектральном диапазоне от λ=700 нм до λ=1000 нм было определено значение коэффициента прозрачности атмосферы в зенитном направлении: Т0, которое составило:

- в ночных условиях - Т0=95% (5 июня 2015 г. ) - по 5 парам звезд,

- в дневных условиях - Т0=78% (8 июня 2015 г. ) - по 4 парам звезд.

Таким образом, заявляемое изобретение может быть реализовано в любом месте, в любой спектральной полосе и в любое время суток (в том числе и в дневных условиях) за достаточно небольшое время наблюдений и обработки. Кроме того, одновременно с этим обеспечивается простота в эксплуатации, компактность и мобильность, позволяющие осуществить оперативную перевозку и монтаж при изменении места испытаний.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 802.
27.01.2013
№216.012.1f1e

Способ получения синтетического карналлита

Изобретение относится к способу получения карналлита из хлормагниевых растворов. Способ включает их очистку и концентрирование, смешение с твердым калийхлорсодержащим отработанным электролитом. После смешения проводят обезвоживание путем нагрева смеси до содержания кристаллизационной воды 2-6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473467
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.4586

Композиционный материал для иммобилизации жидких радиоактивных отходов и способ его применения

Изобретение относится к области атомной техники и касается технологии переработки высокосолевых жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности, содержащих до 30% органических веществ, путем включения их в магнезиальный цемент. Композиционный материал имеет следующий состав,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483375
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
Показаны записи 1-10 из 291.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.4586

Композиционный материал для иммобилизации жидких радиоактивных отходов и способ его применения

Изобретение относится к области атомной техники и касается технологии переработки высокосолевых жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности, содержащих до 30% органических веществ, путем включения их в магнезиальный цемент. Композиционный материал имеет следующий состав,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483375
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
+ добавить свой РИД