×
25.08.2017
217.015.cee9

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ ПО ФОТОМЕТРИИ ЗВЕЗД

Вид РИД

Изобретение

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.

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 61-70 из 802.
27.10.2015
№216.013.87ec

Способ определения структуры молекулярных кристаллов

Использование: для определения структуры молекулярных кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют подготовку поликристаллического или порошкообразного материала, воздействуют на него монохроматическим рентгеновским излучением, региструют дифракционную картину, определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566399
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.12.2015
№216.013.9741

Резонатор лазера

Изобретение относится к резонатору твердотельного лазера с диодной накачкой. Резонатор лазера содержит опорную конструкцию и закрепленную на ней с помощью двух крепежных устройств несущую конструкцию с установленными на ней зеркалами. Опорная конструкция выполнена в виде двух плит, жестко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570341
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.975a

Универсальный резонатор лазера

Изобретение относится к резонатору твердотельного лазера с диодной накачкой. Указанный резонатор содержит две плиты, с закрепленными на них зеркалами, связанных между собой стержнями, и снабженные подвижными и неподвижными опорами. Подвижные опоры выполнены в виде шариков с возможностью их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570366
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9c06

Способ управления движением аэробаллистического летательного аппарата по заданной пространственной траектории

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к области автоматического регулирования, и может быть использовано в системах высокоточного управления движением центра масс подвижных объектов, в частности аэробаллистических летательных аппаратов. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571567
Дата охранного документа: 20.12.2015
10.01.2016
№216.013.9f5e

Способ сварки деталей различного диаметра и разной толщины

Изобретение относится к способу сварки деталей различного диаметра и разной толщины и может быть использовано в приборостроении, в электронной и радиотехнической промышленности. Для сварки используют переходник 3, на одном конце которого формируют технологический бурт 4. На другом конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572435
Дата охранного документа: 10.01.2016
10.02.2016
№216.014.c3f1

Ударный пневмоцилиндр

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный пневмоцилиндр, содержащий корпус, разделенный на три полости и расположенный вне корпуса спусковой механизм со штоком. Средняя из упомянутых полостей посредством канала малого поперечного сечения соединена с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574630
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.03.2016
№216.014.c9aa

Канал технологический совмещенный для промышленной ядерной установки

Изобретение относится к атомной энергетике и касается конструкции канала технологического совмещенного (КТС), содержащего тепловыделяющие и поглощающие элементы. Канал ядерного реактора содержит трубу, тепловыделяющие элементы и блоки-поглотители нейтронов. Канал снабжен второй трубой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577783
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.03.2016
№216.014.cc25

Способ определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением. Способ определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением (ОСВ, заключается в том, что наблюдают изменение во времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577175
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.03.2016
№216.014.cc5c

Многоканальный рельсовый разрядник

Изобретение относится к высоковольтной сильноточной импульсной технике, а именно к сильноточным коммутирующим газонаполненным рельсовым разрядникам. Многоканальный рельсовый разрядник содержит герметичный диэлектрический корпус (1), выполненный в виде единой в поперечном сечении конструкции, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577532
Дата охранного документа: 20.03.2016
20.02.2016
№216.014.ce9f

Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к тепловыделяющей сборке (ТВС) с концентричными кольцевыми тепловыделяющими элементами (твэлами). В известном устройстве крепления концентричных кольцевых твэлов в ТВС, содержащем кольцевые твэлы и дистанционирующий элемент между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575866
Дата охранного документа: 20.02.2016
Показаны записи 61-70 из 291.
20.12.2015
№216.013.9c06

Способ управления движением аэробаллистического летательного аппарата по заданной пространственной траектории

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к области автоматического регулирования, и может быть использовано в системах высокоточного управления движением центра масс подвижных объектов, в частности аэробаллистических летательных аппаратов. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571567
Дата охранного документа: 20.12.2015
10.01.2016
№216.013.9f5e

Способ сварки деталей различного диаметра и разной толщины

Изобретение относится к способу сварки деталей различного диаметра и разной толщины и может быть использовано в приборостроении, в электронной и радиотехнической промышленности. Для сварки используют переходник 3, на одном конце которого формируют технологический бурт 4. На другом конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572435
Дата охранного документа: 10.01.2016
10.02.2016
№216.014.c3f1

Ударный пневмоцилиндр

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный пневмоцилиндр, содержащий корпус, разделенный на три полости и расположенный вне корпуса спусковой механизм со штоком. Средняя из упомянутых полостей посредством канала малого поперечного сечения соединена с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574630
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.03.2016
№216.014.c9aa

Канал технологический совмещенный для промышленной ядерной установки

Изобретение относится к атомной энергетике и касается конструкции канала технологического совмещенного (КТС), содержащего тепловыделяющие и поглощающие элементы. Канал ядерного реактора содержит трубу, тепловыделяющие элементы и блоки-поглотители нейтронов. Канал снабжен второй трубой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577783
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.03.2016
№216.014.cc25

Способ определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением. Способ определения угловой скорости вращения объекта, стабилизированного вращением (ОСВ, заключается в том, что наблюдают изменение во времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577175
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.03.2016
№216.014.cc5c

Многоканальный рельсовый разрядник

Изобретение относится к высоковольтной сильноточной импульсной технике, а именно к сильноточным коммутирующим газонаполненным рельсовым разрядникам. Многоканальный рельсовый разрядник содержит герметичный диэлектрический корпус (1), выполненный в виде единой в поперечном сечении конструкции, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577532
Дата охранного документа: 20.03.2016
20.02.2016
№216.014.ce9f

Устройство крепления концентричных кольцевых тепловыделяющих элементов в тепловыделяющей сборке

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к тепловыделяющей сборке (ТВС) с концентричными кольцевыми тепловыделяющими элементами (твэлами). В известном устройстве крепления концентричных кольцевых твэлов в ТВС, содержащем кольцевые твэлы и дистанционирующий элемент между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575866
Дата охранного документа: 20.02.2016
20.02.2016
№216.014.e8a8

Оптическая усилительная головка с контротражателем диодной накачки

Изобретение относится к лазерной технике. Оптическая усилительная головка с контротражателем диодной накачки состоит из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных равномерно вокруг и вдоль активного элемента на держателях, и системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575673
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.04.2016
№216.015.2b80

Квантрон твердотельного лазера с термостабилизацией диодной накачки

Изобретение относится к лазерной технике. Квантрон твердотельного лазера с термостабилизацией диодной накачки содержит размещенные в корпусе в виде многогранника: активный элемент, матрицы лазерных диодов, расположенные вокруг и вдоль активного элемента равномерно, и систему охлаждения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579188
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.30d2

Способ регистрации локальных колебаний давления при пассивной локации движущихся в воде целей с компенсацией помех от поверхностного волнения

Изобретение относится к пассивному обнаружению движущихся в воде целей в условиях прибрежных морских областей и озер для осуществления охраны береговых сооружений и пляжей со стороны водной среды или охраны подводных сооружений, таких как проложенные под водой кабели, коллекторы, трубопроводы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580877
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД