Спосіб дистанційного вимірювання відносних змін температури повітря за допомогою акустичного зондування

УКРАЇНА (19) UA 76538 (11) (13) C2 (51) МПК (2006) G01W 1/00 G01V 1/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ДИСТАНЦІЙНОГО ВИМІРЮВАННЯ ВІДНОСНИХ ЗМІН ТЕМПЕРАТУРИ ПОВІТРЯ ЗА ДОПОМОГОЮ АКУСТИЧНОГО ЗОНДУВАННЯ 1 2 нh1 , нh 2 , н1 , н2 , - фази хвилі, обмірювані у точках h1 , h2 , R1 і R2 відповідно; д - помилка за рахунок впливу ефекту Доплера н2 - початкова фаза прийнятого ехо-сигналу на відрізку R2 0 для в напрямку під кутом ; C1 - швидкість звуку на відрізку R1 0 ; C2 - швидкість звуку на відрізку R2 0 ; де R2 R1 h2 h1 R2 R1 360 *нh2 *нR 2 *нh1 нh1 *нh2 нh2 нR1 нh2 (2) *нh1 *нR1 д *нh2 360 R2 1 , T CR2 1 д *нR1 h2 1 Ch2 1 (11) h2 h1 д на обмірювану фазу хвилі, причому люється за формулою UA д д обчис (19) н1 - початкова фаза прийнятого ехо-сигналу на відрізку R1 0 для вертикального напрямку; для похилого - у точках R1 і R2 , причому середня висота зондування для вертикального напрямку дорівнюватиме середній висоті похилого зондування, визначають відносні зміни температури атмосфери для двох напрямків з використанням формули: (13) де відносних змін температур для двох напрямків зондування, для більш точного урахування висотного градієнта температури зондування для вертикального напрямку здійснюють на нижчій висоті за умови однакової середньої висоти при вертикальному і похилому зондуванні, для кожного напрямку початкову фазу вимірюють у двох точках: для вертикального напрямку - у точках h1 і h2 , C2 T - період коливання звукової хвилі, причому R1 0 R2 0 , потім визначають приймають різниці швидкостей C1 і C2 звукових хвиль для двох напрямків з подальшим визначенням відносних змін температури для двох різних за кутом місця напрямків, причому одночасно з вимірюванням фази хвилі в кожній точці вимірюють частоти Доплера для обох напрямків зондування для урахування її під час вимірювання початкового фазового зсуву як помилки д при вимірюванні 76538 (21) 20040604605 (22) 14.06.2004 (24) 15.08.2006 (46) 01.08.2006, Бюл. №8, 2006р. (72) Дєлов Іван Акіндінович, Сліпченко Микола Іванович (73) ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНіКИ (56) UA 61346, 17.11.2003 SU 1200691, 30.07.1985 RU 2196345, 10.01.2003 SU 1709263, 30.01.1992 US 4351188, 28.09.1982 US 4761650, 02.08.1988 JP 11264773, 28.09.1999 (57) Спосіб дистанційного вимірювання відносних змін температури повітря за допомогою акустичного зондування, що включає випромінювання в атмосферу пакета гармонійних коливань звуку, його прийом, перетворення прийнятих звукових коливань в електричні, визначення швидкості звуку, визначення температури, моностатичне зондування атмосфери в двох різних за кутом місця напрямках, у вертикальному і під деяким кутом місця, з однієї точки водночас або по черзі, причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однаковий з моменту випромінювання час t для кожного напрямку, що відповідає однаковій дальності прийому, помножують ці коливання на коефіцієнт n , що визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірюють початкові фази прийнятих коливань для кожного напрямку, обчислюють різниці обмірюваних початкових фаз для заданих напрямків за формулою: 360 360 R1 0 R2 0 , (1) н1 н2 ТС1 ТС 2 3 76538 360 Т N , де Твим. Твим. - період коливань випромінюваної хвилі, N - число періодів у вимірювальному стробі, T Твипр.1 Тпр. , д Тпр. - період коливань прийнятої звукової хвилі Сh2 1 - швидкість звуку на відрізку h2 h1 , СR2 1 - швидкість звуку на відрізку R2 R1 з подальшим вимірюванням температури атмосфери на відрізку h2 h1 , і відрізку R2 R1 , який відрізняється тим, що випромінювання пакета гармонійних коливань звуку в атмосферу і вимірювання фазових характеристик акустичних ехо-сигналів проводять поперемінно при двох значеннях початкової фази випромінюваної звукової хвилі н1 і н2 , потім обмірювані фази ехо-сигналів при двох значеннях випромінюваної початкової фази порівнюють між собою н1 н2 н1 2 і отриману в такий спосіб величину н1 2 порівнюють потім з різницею початкових фаз двох випромінених хвиль вим.1 вим.2 вим.1 2 і за отриманою величиною різниці нз1 нпр 2 здійснюють оцін Винахід стосується радіолокаційної метеорології, а саме: акустичних способів вимірювання параметрів атмосфери, і може бути використаний при складанні радіокліматичних карт і в роботах з контролю забруднення атмосфери. Відомий спосіб дистанційного вимірювання відносних змін повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери [патент України №46524А 6МПК01813/95, 15.05.2002, Бюл. №5] у двох різних за кутом місця напрямках - у вертикальному і під деяким кутом місця водночас (або по черзі), причому, прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однаковий з моменту випромінювання час для кожного напрямку, що відповідає однаковій дальності прийому, помножують ці коливання на коефіцієнт п, який визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірюють початкові фази прийнятих коливань для кожного напрямку, обчислюють різниці обмірюваних початкових фаз для кожного напрямку, визначають різниці швидкостей звуку для двох напрямків і потім за формулою визначають різниці температур для двох напрямків. Недоліком такого способу є те, що в ньому не враховується вплив ефекту Допплера на вимірювані початкові фази звукової хвилі, що може привести до істотних помилок при використанні малої величини множення частот коливань хвиль або, особливо під час роботи без множення частоти. Крім того, у відомому способі для обліку впливу 4 ку ступеня зсуву початкової фази звукової хвилі під час проходження нею шляху від випромінювача до області, що розсіює в прямому та зворотному напрямках, і на підставі отриманої величини нз1 нпр 2 визначають ступінь достовірності одержуваної за даними вимірами температури в певній «точці» атмосфери, та у разі необхідності, усувають помилку, причому спочатку визначають величину н випр 1 2 прн 1 2 , потім н додають до більшого з 2 обмірюваних значень фаз прн і віднімають з отримане значення меншого з обмірюваних значень початкових фаз для випадку, коли обмірювана величина різниці фаз менше випромінюваної різниці фаз, і навпаки, коли обмірювана величина різниці початкових фаз більше випромінюваної різниці фаз, з більшого значення обмірюваних початкових фаз віднімають величину 2 н , а до меншого значення додають н , після чого визначають відносні 2 зміни температури повітря для двох напрямків на підставі формули (2). величину висотного градієнта температури атмосфери вимірюють градієнт температури на вузькому інтервалі висот і приписують його величину до усієї величини висоти h, що спостерігається в експерименті. Це також може приводити до помилки у вимірювану відносну величину температури для двох напрямків. Найбільш близьким за технічною сутністю до заявленого є спосіб дистанційного вимірювання відносних змін температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери [патент України №61346А 7G01S13/95, 17.11.2003, Бюл. №11] у двох різних за кутом місця напрямках - у вертикальному і під деяким кутом місця, водночас (або по черзі), причому, прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однаковий з моменту випромінювання час t для кожного напрямку, що відповідає однаковій дальності прийому, помножують ці коливання на коефіцієнт п, який визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірюють початкові фази прийнятих коливань для кожного напрямку, обчислюють різниці обмірюваних початкових фаз для кожного напрямку і визначають різниці швидкостей звуку для двох напрямків і потім за формулою визначають різниці температур для двох напрямків. Водночас для кожного напрямку при вимірюванні початкової фази коливань вимірюють частоту Допплера для обліку її при вимірюванні початкового фазового зміщення , як помилку ( д ) 5 під час оцінювання відносних змін температури атмосфери для двох напрямків зондування, а для більш точного урахування висотного градієнта температури зондування для вертикального напрямку роблять на нижній висоті так, щоб середня висота зондування при вертикальному і похилому напрямку були однакові, для цього для кожного напрямку початкову фазу вимірюють у двох точках: для вертикального напрямку - у точках h1 і h2, для похилого - у точках R1 і R2 так, щоб h1-h2=R1R2, причому, середня висота для вертикального напрямку дорівнювала б середній висоті для похилого зондування, при цьому відносні зміни температури атмосфери для двох напрямків вимірюють за відповідною формулою. Недоліком такого способу є те, що в ньому не відбувається оцінювання помилки за рахунок перекручування фази звукової хвилі під час проходження нею шляху від випромінювача до розсіювача туди й назад за рахунок швидких вітрових пульсацій, за рахунок перевідображення від місцевості та інших факторів, що знижує точність і вірогідність одержуваної інформації. В основу винаходу способу дистанційного вимірювання відносних змін температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери покладена задача шляхом моностатичного зондування в двох різних за кутом місцянапрямках, визначення відносних змін швидкостей звуку і відносних змін температури повітря забезпечити більш високу точність способу. Ця задача вирішена таким чином. У способі дистанційного вимірювання температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери, що полягає у випромінюванні в атмосферу пакета гармонійних коливань звуку, його прийомі, перетворенні прийнятих звукових коливань в електричні, визначенні швидкості звуку, визначенні температури, що включає моностатичне зондування атмосфери в двох різних за кутом місця напрямках - у вертикальному і під деяким кутом місця, з однієї точки водночас (або по черзі), причому прийом розсіяних атмосферними неоднорідностями акустичних хвиль здійснюють через однаковий з моменту випромінювання час t для кожного напрямку, що відповідає однаковій дальності прийому, помножують ці коливання на коефіцієнт n, який визначають з умови одержання необхідної точності при збереженні однозначності фази, вимірюють початкові фази прийнятих коливань для кожного напрямку, обчислюють різниці обмірюваних початкових фаз для заданих напрямків і за формулою 360 R1 TC 1 360 R 2 TC 2 (1) , де н1 - початкова фаза прийнятого ехосигналу на відрізку R1 (для вертикального напрямку); н2 - початкова фаза прийнятого ехо-сигналу на відрізку R2 (для напрямку під кутом ); З1 - швидкість звуку на відрізку R1; 32 – швидкість звуку на відрізку R2; T - період коливання звукової хвилі (причому приймається R1=R2), визначають різниці швидкосн1 н2 76538 6 тей звукових хвиль для двох напрямків з подальшим визначенням відносних змін температури для двох різних за кутом місця напрямків, причому водночас з вимірюванням фази хвилі в кожній точці вимірюють частоти Допплера для обох напрямків зондування для урахування її під час вимірювання початкового фазового зміщення як помилку д під час вимірювання відносних змін температури для двох напрямків зондування, а для більш точного урахування висотного градієнта температури зондування для вертикального напрямку роблять на нижчій висоті так, щоб середня висота зондування при вертикальному і похилому зондуванні були однакові, для цього для кожного напрямку початкову фазу вимірюють у двох точках: для вертикального напрямку - у точках h1, і h2, для похилого в крапках R1 і R2 так, щоб h1-h2=R1R2, причому середня висота для вертикального напрямку дорівнювала б середній висоті для похилого зондування. При цьому відносні зміни фази, а потім температур атмосфери для двох напрямків вимірюють за формулою: 360  h2 h1 R2 R1 * нh2 h2 h1 де R 2 R1 * нR2 h2 C h2 360  1 1 R2 CR2 1 1 (2) , * нh1 * нR1 * нh1 нh1 Д * нh2 нh2 Д * нR1 нR1 Д * нh2 нh2 Д тут нh1 , нh2 , н1 , н2 - фази хвилі, обмірювані в точках h1, h2, R1, R2 відповідно: д - помилка за рахунок впливу ефекту Допп лера на обмірювану фазу хвилі, причому числюється за формулою д д об 360 ТN Tвипр. , де Т випр. - період коливань випромінюваної звукової хвилі, N – число періодів у вимірювальному стробі t стр.вим., Т Т вим. Т пр., Т пр. - період коливань прийнятої звукової хвилі, Ch2-1 - швидкість звуку на відрізку h2-h1, СR2-1 - швидкість звуку на відрізку R2R1 з подальшим вимірюванням температури атмосфери на відрізку h2-h1, і відрізку R2-R1, що випромінювання пакета гармонічних коливань звуку в атмосферу і вимірювання фазових характеристик ехо-сигналів проводять поперемінно при двох значеннях початкової фази випромінюваної звукової хвилі н1 і н2 , вимірювання фази ехо-сигналів при двох значеннях випромінюваної початкової фази порівнюють між собою н1 н2 н1 2 і отриману в такий спосіб величину н1 2 порівнюють потім з різницею початкових фаз двох випромінених хвиль випр1 випр 2 випр1 2 і 7 76538 по отриманій величині різниці нз нпр роблять оцінку ступеня перекручування початкової фази звукової хвилі під час проходження нею шляху від випромінювача до розсіювача туди і назад та на підставі отриманої величини нз нпр визначають ступінь вірогідності одержуваної за даними вимірами температури в даній точці атмосфери, або усувають помилку за рахунок перекручування фази, за формулою спочатку визначають величину н. н випр1 2 при1 2 потім отримане значення ловину н 2 , н, вірніше її по , додають до більшого з обмірюва них значень фаз прн і обчислюють з меншого з обмірюваних значень початкових фаз (це для випадку, коли обмірювана величина різниці фаз менше випромінюваної різниці фаз) і навпаки, коли обмірювана величина різниці початкових фаз більше випромінюваної різниці фаз, з більшого значення обмірюваних початкових фаз віднімають величину величину н 2 , а до меншого значення додають н 2 , а потім роблять визначення відносних змін температури повітря для двох напрямків за формулою (2). Розглянемо більш докладно запропонований спосіб. На Фіг.1а, б подані тимчасові діаграми для коливань опорної частоти (суцільна лінія) і коливань випромененої звукової хвилі (пунктирна лінія) для випадку, коли тимчасові коливання випроміненої звукової хвилі відстають від коливань опорної час тоти на величину 1 90 , а, і для випадку, коли 180 , б. На Фіг.2 а, б подані тимчасові зміни фази акустичного ехо-сигналу, отримані 16.12.2003 р. для двох значень початкової фази випромінюваної акустичної хвилі, які по черзі змінюються в часі для такої погоди: тихо, йде мокрий сніг, t°=0°C. На Фіг.2 а, б: а - для вертикального зондування, б - для зондування під кутом 20  (де 2 кут між вертикаллю і напрямком зондування); H для непереверненої фази випромінюваної звукової хвилі, П – для переверненої на 180° фази випромінюваної звукової хвилі; - обмірювані значення фази ехо-сигналів, , + - виправлені значення фази з урахуванням впливу вітру для вертикального і похилого зондування відповідно. На Фіг.3 а, б те саме, що і на Фіг.2 а, б для експериментальних даних, отриманих 12.12.2003 р. при іншій погоді: сонячно, слабкий вітер, t0=-10 C. На Фіг.4 подана функціональна схема пристрою для реалізації пропонованого способу. На Фіг.1 а, б подані тимчасові діаграми для коливань опорної частоти (суцільна лінія) і коливань звукової хвилі (пунктирна лінія) для випадку, 8 коли тимчасові коливання випроміненої звукової хвилі відстають від коливань опорної частоти на величину 1 90 , (а) і для випадку, коли 180  (б). Зазначимо, що з коливань опорної частоти формуються коливання випромінюваної звукової хвилі. Нагадаємо, що суть способу дистанційного вимірювання відносних змін температури повітря за допомогою акустичного зондування атмосфери полягає у вимірюванні відносних змін швидкості звуку С в залежності від кута місця , а потім на підставі отриманих у такий спосіб даних обчислюють відносні зміни температури. Визначення відносних змін швидкості звукових хвиль роблять на підставі порівняння обмірюваних початкових фаз тимчасових коливань прийнятих звукових хвиль для двох кутів місця , які спостерігаються в один і той самий час з моменту випромінювання, що відповідає однаковій дальності R від джерела звуку. При цьому приймається, що початкова фаза н прийнятої звукової хвилі визначається тільки температурою атмосфери на шляху проходження звукової хвилі. Перекручування фази звукової хвилі в момент вимірювання її за рахунок ефекту Допплера враховуються шляхом вимірювання частоти Допплера і уведення поправки на вплив цього ефекту в момент вимірювання початкової фази прийнятої звукової хвилі. Однак початкова фаза прийнятої звукової хвилі може спотворюватися перевідображеннями від місцевих предметів і поверхні Землі, а також дрібномасштабною турбулентністю, сильними поривами вітру й іншими факторами. Оцінити ступінь впливу цих факторів на перекручування початкового фазового зміщення н необхідно для того, щоб оцінити вірогідність одержуваної інформації про температуру атмосфери за допомогою акустичного методу, а також підвищити точність вимірювання температури. У пропонованому способі одержати інформацію про ступінь перекручування фази прийнятої звукової хвилі під час проходження нею шляху від джерела випромінювання до обсягу, що розсіює, туди і назад пропонується в такий спосіб. З цією метою випромінювання пакета гармонійних коливань звуку в атмосферу і вимірювання фазових характеристик ехо-сигналів проводять поперемінне при двох значеннях початкової фази випромінюваної звукової хвилі н1 і н2 . Обмірювані фази лун-сигналів при двох значеннях випромінюваної початкової фази порівнюють між собою і отриману в такий н1 н2 н1 2 2 спосіб величину н1 2 порівнюють, потім з різницею початкових фаз двох випромінених хвиль випр1 випр 2 випр1 2 і за отриманою ве личиною різниці випр1 2 н1 2 роблять оцінку ступеня перекручування початкової фази звукової хвилі при проходженні нею шляху від випромінювача до обсягу, що розсіює, туди і назад. При цьому приймається, що за час зміни початкових фаз випромінюваної звукової хвилі від випромінювання 9 76538 до випромінювання (період повторення випромінюваних пакетів акустичних хвиль у середньому складає 0,5 сек.), істотних змін температури атмосфери на шляху проходження звукової хвилі від випромінювача до обсягу, що розсіює, туди і назад не відбувається. Якщо фактори, що перекручують фазу звукової хвилі відсутні, то в цьому випадку різниця початкових фаз для випроміненої хвилі дорівнюватиме різниці початкових фаз для прийнятої звукової хвилі, тобто випр1 2 прн1 2 . Якщо ж ці величини не рівні між собою, то на підставі отриманої величини випр1 2 прн1 визначають ступінь вірогідності вимірюваної величини відносних змін температури атмосфери в даній «точці» атмосфери, або усувають помилку, пов'язану з перекручуваннями фази. Для цього спочатку за формулою визначають величину . н изн1 2 прн1 2 Потім отримане значення ловину, н 2 . , вірніше її по , додають до більшого з обмірюва них значень фаз нпр і віднімають з меншого з обмірюваних значень початкових фаз (це для випадку, коли обмірювана величина різниці фаз менше випромінюваної різниці фаз) і, навпаки, коли обмірювана величина різниці початкових фаз більше випромінюваної різниці фаз, з більшого значення обмірюваних початкових фаз віднімають величину величину н 2 , а до меншого значення додають н 2 . По суті, отже, ми відновлюємо початкове фазове зміщення в прийнятих звукових хвилях до рівня, випромененого фазового зміщення. При цьому ми виходимо з того, що випромінене фазове зміщення між опорною частотою і випромінюваною за рахунок факторів, що перекручують, може збільшуватися чи зменшуватися, або зашумлятися. Потім роблять визначення відносних змін температури повітря для двох напрямків за формулою. Як приклад на Фіг.2 а, б поданя зміни фази акустичного ехо-сигналу, отримані нами 16.12.2003 р. для двох значень початкової фази випромінюваної акустичної хвилі, щопо черзі змінюються в часі. На Фіг.2а, б: а – для вертикального зондуван20  (де ня, б - для зондування під кутом -є кут між вертикаллю і напрямком зондування); H для не переверненої фази випромінюваної звукової хвилі, П - для переверненої на 180° фази випромінюваної звукової хвилі; • - обмірювані значення фази, , + - виправлені значення фази з урахуванням впливу вітру для вертикального і похилого зондування відповідно. Вимірювання проводилися за такої погоди: тихо, сильний мокрий сніг, t°~-0°C. Вимірювання проводилися за такою методикою. Спочатку вимірювання проводилися протягом ~4 хвилин для 10 вертикального напрямку (2 хвилини при не переверненій фазі і 2 хвилини при переверненій фазі), потім антена поверталася під кутом від вертикалі і для цього напрямку проводилися вимірювання також протягом 4 хвилин (2 хвилини при випромінюваній фазі «Н» і 2 хвилини при випромінюваній фазі «П»), потім антена поверталася вертикально і знов проводились такі вимірювання для двох напрямків і т.д. Вертикальні темні лінії на Фіг.являють собою в масштабі рисунка величину різниці початкових фаз випромінюваної звукової хвилі для випадку «Н» і «П». (Зазначимо, що на вертикальній осі відкладені значення фази в показаннях приладу. При цьому 300 поділів = 360 .) Як випливає з Фіг.2 а, б для обох напрямків зондування практично зберігається на весь період вимірювань для прийнятих ехо-сигналів різниця випромінених початкових фаз звукових хвиль, що свідчить про відсутність зашумляючих або факторів, що спотворюють, які впливають на фазу звукової хвилі, що пройшла шлях від джерела випромінювання і до обсягу, що розсіює, туди і назад, і, отже, отримані результати придатні для їхньої подальшої обробки. На Фіг.З а, б подане теж саме, що і на Фіг.2 а, б, але для інших погодних умов (слабкий вітер, сонячно, t°=-10°C при зондуванні 12.12.2003 р.). Тут позначення ті самі, що і на Фіг.2 а, б. Як випливає з Фіг.З а, б, тут для вертикального зондування спостерігаються сильні зміни різниці початкових фаз у прийнятих ехо-сигналах порівняно з різницею початкових фаз для випромінених звукових хвиль. Тут спостерігається плавне зменшення величини різниці початкових фаз для прийнятих ехо-сигналів згодом. Так, за час від 1245 до ІЗ35, тобто приблизно за годину, величина н зменшилася майже втричі. Тоді, як для похилого зондування Фіг.3 б, зміни величини практично відсутні. Отже, для того щоб порівнювати дані, отримані для вертикального і похилого зондування, їх спочатку потрібно скорегувати, тобто усунути помилку, що перекрутила початкове фазове зміщення в прийнятому ехо-сигналі. Скориставшись викладеним вище порядком корекції перекручувань різниці початкових фаз, ми усунули ці помилки (виправлені криві на Фіг.3 а, б подані у вигляді кружків, з'єднаних пунктирними лініями). Тепер ми вже порівнюватимемо виправлені отримані дані, що є більш коректними. На Фіг.3 а, б подані середньоарифметичні значення флуктуацій періоду T прийнятої звукової частоти для кожного вимірювання. Звертає на себе увагу зростання величини T на Фіг.3 а, зі зменшенням величини , тобто зміни певним чином пов'язані зі зміною параметра вітру, і ймовірно, пов'язані з цими змінами. Отже, з розглянутого вище приклада отриманих експериментальних даних випливає, що запропонований спосіб вимірювання відносних змін температури дозволяє підвищити вірогідність і точність одержуваної ін4юрмації про відносні зміни температур за допомогою дистанційного акустич 11 ного зондування атмосфери. Розглянемо пристрій для реалізації пропонованого способу, функціональна схема якого подана на Фіг.4, що містить акустичну антену 1, акустичний локатор 2, вхід якого підключений до акустичної антени 1, а вихід - до входу блоку помножувача 3, вихід якого підключений до входу імпульсного фазометра 4, вихід якого підключений до ЕОМ 5, виходи якої приєднані до входів акустичного локатора 2, до імпульсного фазометра 4, причому помножувач частоти 3 містить перемикач, за допомогою якого коефіцієнт множення «n» дискретно може змінюватися від n=nмін. до n=mакс. (у нашому випадку в реалізованому пристрої nмин =1, nмакс.=32), вимірювач частоти або перекладів прийнятих ехо-сигналів 6, вхід якого підключений до виходу акустичного локатора 2, а вихід - до входу ЕОМ, комутатор фази випромінюваних акустичних хвиль 7, вхід якого приєднаний до виходу ЕОМ 5, а вихід - до акустичного локатора 2. Пристрій працює за сигналом з ЕОМ 5 акустичний локатор 2 через акустичну антену 1 випромінює пакет гармонійних акустичних коливань в атмосферу з початковою фазою заданою н1 комутатором фази 7. Після чого, акустична антена 1 переключається на прийом і ведеться прийом акустичних ехо-сигналів, розсіяних атмосферними неоднорідностями. В акустичному локаторі 2 прийняті звукові коливання перетворюються в електричні коливання і надходять до блока помножувачів 3, де вони збільшуються у задану кількість разів n. Водночас до блока помножувачів 3 з акустичного локатора 2 надходять електричні коливання, з яких формуються в акустичному локаторі 2, випромінювані звукові коливання і збільшуються в таку саму кількість разів n, що і прийняті коливання. З, блока помножувача 3 коливання надходять на фазометр 4. У фазометрі 4 вимірюється різниця початкових фаз між прийнятими коливаннями і випромененими. Потім з фазометра 4 обмірювані таким способом дані надходять до ЕОМ 5, де за заданим алгоритмом обчислюються всі необхідні дані. Водночас з виходу акустичного локатора 2 прийняті електричні коливання акустичних ехосигналів надходять на вхід вимірювача частоти 76538 12 або періодів 6 прийнятих ехо-сигналів, і обмірювані періоди або частота коливань прийнятих ехосигналів надходять потім до ЕОМ 5. В ЕОМ 5 за заданим алгоритмом обчислюються всі необхідні дані з урахуванням впливу частоти Допплера на обмірювані різниці початкових фаз прийнятих ехосигналів. Насіупний черговий пакет гармонійних акустичних коливань через антену 1 випромінюють з іншою початковою фазою н2 задано, комутатором фази 7, і роблять усі розглянуті вище вимірювання параметрів ехо-сигналів для даної початкової фази н2 випромінених гармонійних коливань. Отже, по черзі змінюючи початкову фазу випромінюваних гармонійних коливань, роблять для кожної випромененої початкової фази вимірювання фазових та інших характеристик ехо-сигналів і за заданим алгоритмом в ЕОМ 5 усувають помилки в обмірюваних фазових характеристиках, що викликані різними факторами, які перекручують фазу акустичної хвилі при проходженні нею шляху від випромінювача до обсягу атмосфери, що розсіює, туди і назад. На Фіг.2 а, б і Фіг.3 а, б подані експериментальні дані, отримані на діючому акустичному локаторі, що демонструють характер зміни різниці початкових фаз, прийнятих ехо-сигналів пр для двох різних початкових фаз випромінених акустичних хвиль під час зондування за різних погодних умов. Як випливає з Фіг.2 а, б, Фіг.3 а, б різниця початкових фаз, прийнятих ехо-сигналів для двох різних початкових фаз випромінюваних коливань істотно залежать від погодних умов і урахування цього впливу на фазу акустичної хвилі дозволяє істотно підвищити вірогідність і точність вимірюваних відносних змін температури повітря при акустичному зондуванні. Як випливає з вищесказаного, запропонований спосіб дасть значно велику точність і підвищить вірогідність вимірюваних при акустичному зондуванні відносних змін температури атмосфери. 13 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76538 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601