Сопоставление конфигураций лидаров упругого рассеяния для использования минимального набора калибровочных инструментов

Лидары упругого рассеяния с двухпозиционной схемой зондирования (ДПС) включают в себя коаксиальную схему (КС) и дополнительный приёмный канал. Для оптимальных систем угловые размеры пучка и полей зрения приёмных каналов одинаковы в отличие от обычных схем, в которых поля зрения существенно превышают угловой размер пучка. Для оптимальных ДПС геометрический форм-фактор (ГФФ) и форма обратного сигнала из атмосферы без ослабления для основного и дополнительного приёмных каналов могут быть измерены с помощью стандартных перфорированных экранов с монодисперсными отверстиями на трассах с фиксированной дальностью. Для обычных схем лидаров перфорированные экраны не могут использоваться так как приёмный и передающий каналы имеют различные угловые размеры пучка и полей зрения. В этом случае значению ГФФ поля зрения дополнительного приёмного канала и зондирующего пучка при наличии искажений нельзя сопоставить соответствующее значение ГФФ в отсутствии искажений. Калибровка лидара для измерения коэффициента обратного рассеяния может проводиться как с применением стандартных рассеивающих поверхностей с известной угловой диаграммой обратного рассеяния, так и посредством отражающих сфер. Для обычных лидаров применимы только поверхности с известными угловыми характеристиками рассеянного излучения. При этом информацию о микрофизических свойствах частиц можно получить только посредством решения обратной задачи с использованием результатов зондирования на нескольких длинах волн. В общем случае эта задача является некорректной, так как измеряемые лидаром коэффициенты не имеют прямой зависимости от размеров и концентрации частиц. Методы с применением многоволнового зондирования не применимы для исследования приземного слоя атмосферы из-за наличия в этом слое частиц с различными оптическими и физическими свойствами. Альтернативный подход основан на применении модели эквивалентного слоя, состоящего из монодисперсных частиц. Индикатором эквивалентного сечения частиц внутри слоя служит угловой размер ореола вокруг пучка. Угловой размер ореола можно измерить оптимальными ДПС по изменениям ГФФ полей зрения и зондирующего пучка. Минимальным набором калибровочных инструментов для лидаров с оптимальными схемами являются перфорированные экраны и отражающие сферы.