RU116652U1

RU116652U1 - LIDAR COMPLEX FOR CONTROL OF THE OPTICAL STATE OF THE ATMOSPHERE

Info

Publication number: RU116652U1
Application number: RU2011119792/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Степанович Балин; Григорий Павлович Коханенко; Марина Георгиевна Клемашева; Иоганес Эрнстович Пеннер; Светлана Викторовна Самойлова
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-05-27

Abstract

1. Лидарный комплекс для контроля состояния атмосферы, содержащий импульсный источник лазерного излучения, расположенные в непосредственной близости от него приемные оптические телескопы ближней и дальней зон зондирования, систему управления, регистрации и обработки информации, отличающийся тем, что лидар содержит общий фотоприемный блок, вход которого связан с выходами оптических приемных телескопов через оптический дефлектор, связанный с системой управления и поочередно направляющий световые сигналы от телескопов. ! 2. Лидарный комплекс по п.1, отличающийся тем, что приемные телескопы имеют разный диаметр, при этом телескоп с минимальным диаметром охватывает ближнюю зону, непосредственно прилегающую к лидару. 1. A lidar complex for monitoring the state of the atmosphere, containing a pulsed source of laser radiation, receiving optical telescopes of the near and far sensing zones located in the immediate vicinity of it, a control system, registration and information processing, characterized in that the lidar contains a common photodetector unit, the input of which connected to the outputs of the optical receiving telescopes through an optical deflector connected to the control system and alternately directing light signals from the telescopes. ! 2. The lidar complex according to claim 1, characterized in that the receiving telescopes have different diameters, while the telescope with the minimum diameter covers the near zone directly adjacent to the lidar.

Description

Полезная модель относится к области технологий оптических методов контроля оптико-физических параметров атмосферы и предназначена для дистанционного определения профилей оптических параметров аэрозольных и облачных полей. Модель может быть также использована для решения экологических задач атмосферы, в частности, при картировании пространственно-временного распределения аэрозольных полей антропогенного происхождения в воздушном бассейне промышленного центра, при контроле трансграничных переносов аэрозольных примесей в период лесных пожаров и активной вулканической деятельности.The utility model relates to the field of technology of optical methods for monitoring the optical-physical parameters of the atmosphere and is intended for remote determination of the optical profiles of aerosol and cloud fields. The model can also be used to solve the environmental problems of the atmosphere, in particular, when mapping the spatiotemporal distribution of aerosol fields of anthropogenic origin in the air basin of an industrial center, while controlling the transboundary transport of aerosol impurities during forest fires and active volcanic activity.

В настоящее время для контроля оптического состояния всей толщи атмосферы широко используются многоволновые солнечные фотометры. Наиболее известна совокупность этих фотометров под названием мировая сеть AERONET.Currently, multiwave solar photometers are widely used to monitor the optical state of the entire atmosphere. The most famous combination of these photometers is called the global network AERONET.

Основной недостаток подобного рода аппаратуры заложен в самом принципе измерений, когда после фотометрирования солнца представляется только некоторый интегральный параметр всей толщи атмосферы и нельзя с высоким пространственным разрешением определить его высотный профиль.The main disadvantage of this kind of equipment is laid down in the measurement principle itself, when after photometric measurements of the sun only some integral parameter of the entire atmosphere is presented and its altitude profile cannot be determined with high spatial resolution.

Дистанционное лазерное зондирование устраняет этот недостаток и позволяет создать новый класс приборов дистанционного мониторинга атмосферы.Remote laser sensing eliminates this drawback and allows you to create a new class of instruments for remote monitoring of the atmosphere.

Метод лазерного зондирования атмосферы основан на эффектах рассеяния света на молекулах и аэрозольных частицах атмосферы, в том числе и обратном направлении в направлении источника излучения. Это является основой метода дистанционного зондирования при регистрации обратного рассеяния лазерного импульса. Оптический сигнал поступает на приемный оптический телескоп, затем направляется на фотодетектор, где преобразуется в электрический сигнал. Электрический сигнал преобразуется с помощью аналого-цифровых преобразователей или счетчиков фотонов в цифровой вид и направляется для обработки в ПЭВМ, где в соответствии с алгоритмами обработки сигналов извлекают информацию о параметрах атмосферы.The method of laser sensing of the atmosphere is based on the effects of light scattering by molecules and aerosol particles of the atmosphere, including the opposite direction in the direction of the radiation source. This is the basis of the remote sensing method for detecting backscattering of a laser pulse. The optical signal is fed to the receiving optical telescope, then sent to the photodetector, where it is converted into an electrical signal. An electrical signal is converted using analog-to-digital converters or photon counters into a digital form and sent for processing to a personal computer, where, in accordance with the signal processing algorithms, information about atmospheric parameters is extracted.

Многообразие эффектов взаимодействия излучения с атмосферой упругое и комбинационное рассеяния, доплеровское рассеяние, поляризационное зондирование, многоволновое зондирование, однократное и многократное рассеяние обуславливает такое же многообразие способов и устройств зондирования атмосферы.The variety of effects of the interaction of radiation with the atmosphere, elastic and Raman scattering, Doppler scattering, polarization sounding, multiwave sounding, single and multiple scattering causes the same variety of atmospheric sounding methods and devices.

Наиболее простые из них основаны на использовании эффектов упругого рассеяния при зондировании атмосферы на одной длине волны.The simplest of them are based on the use of elastic scattering effects when probing the atmosphere at the same wavelength.

Известно устройство для исследований аэрозольных и облачных полей тропосферы, основанное на использовании лазера с одной длиной зондирования и последующей регистрацией пространственной амплитуды развертки сигнала вдоль трассы зондирования [1].A device for studying aerosol and cloud fields of the troposphere, based on the use of a laser with a single probe length and subsequent registration of the spatial amplitude of the signal sweep along the probe path [1].

Основное предназначение этого устройства заключается в получении информации о высотной стратификации аэрозольных и облачных полей, а также о высотном профиле оптических параметров (коэффициенты общего и обратного рассеяния) атмосферы.The main purpose of this device is to obtain information on the altitude stratification of aerosol and cloud fields, as well as on the altitude profile of the optical parameters (general and backscattering coefficients) of the atmosphere.

Основным недостатком этого устройства являются трудности обработки получаемой информации, поскольку в уравнение лазерного зондирования, которое непосредственно связывает параметры атмосферы с характеристиками сигнала, входят одновременно несколько неизвестных параметров. Тем самым задача обработки сигнала с математической точки зрения является некорректной и приходится накладывать определенные априорные ограничения на свойства самой атмосферы.The main disadvantage of this device is the difficulty in processing the information obtained, since the equation of laser sensing, which directly relates the parameters of the atmosphere to the characteristics of the signal, includes several unknown parameters at the same time. Thus, the problem of signal processing from a mathematical point of view is incorrect and it is necessary to impose certain a priori restrictions on the properties of the atmosphere itself.

Следующим шагом для расширения функциональных возможностей лидара является использование в процессе зондирования двух волн зондирования, при этом регистрация сигналов осуществляется только на этих длинах волн, т.е. используются только эффекты упругого рассеяния.The next step to expand the functionality of the lidar is to use two sensing waves in the sensing process, while the signals are recorded only at these wavelengths, i.e. only elastic scattering effects are used.

Известен двухволновой лидар для зондирования атмосферы, содержащий два лазерных передатчика, оси излучения которых параллельны и приемную систему, включающие последовательно установленные приемный объектив, блок смены интерференционных и нейтральных светофильтров и фотодетекторы, выход которых подключен к блоку регистрации [2].Known two-wave lidar for sensing the atmosphere, containing two laser transmitters, the radiation axes of which are parallel and the receiving system, including a series-mounted receiving lens, a unit for changing interference and neutral filters and photo detectors, the output of which is connected to the recording unit [2].

Недостатком этого устройства является низкая оперативность измерений. Это обусловлено тем, что при каждом акте зондирования на оптической оси объектива приемной системы может быть установлен только один интерференционный фильтр, соответствующий в данный момент времени длине волны работающего передатчика, а затем требуется временной промежуток для замены. Таким образом, производится попеременное зондирование атмосферы. Кроме того, при регистрации сигналов только упругого рассеяния на длинах волн зондирования по прежнему остаются проблемы связанные с решением обратной задачи по восстановлению оптических параметров атмосферы по данным зондирования.The disadvantage of this device is the low measurement efficiency. This is due to the fact that for each sensing event, only one interference filter can be installed on the optical axis of the receiving system lens, which corresponds to the wavelength of the working transmitter at a given time, and then a time period is required for replacement. Thus, alternating sounding of the atmosphere is performed. In addition, when registering only elastic scattering signals at sounding wavelengths, there still remain problems associated with solving the inverse problem of reconstructing the atmospheric optical parameters from sounding data.

Основным недостатком известных устройств использующих только упругое рассеяние являются большие погрешности восстановления оптических параметров и микроструктурных аэрозольных частиц.The main disadvantage of the known devices using only elastic scattering are large errors in the restoration of optical parameters and microstructural aerosol particles.

Наиболее перспективными средствами лазерного зондирования атмосферы являются устройства сочетающие прием сигналов как, на посылаемых длинах волн излучения, так и использующих эффекты комбинационного рассеяния света. В большинстве известных систем [3] для этого используют колебательно-вращательный спектр комбинационного рассеяния на молекулах азота и кислорода. Поскольку сечение рассеяния света на этих газах известно, то это позволяет непосредственно из сигналов комбинационного рассеяния без всяких априорных допущений о свойствах атмосферы определять оптические параметры среды.The most promising means of laser sensing of the atmosphere are devices combining the reception of signals both at the transmitted wavelengths of radiation and using the effects of Raman scattering. In most known systems [3], the vibrational-rotational spectrum of Raman scattering by nitrogen and oxygen molecules is used for this. Since the cross section for scattering of light by these gases is known, this allows directly to determine the optical parameters of the medium directly from the Raman scattering signals without any a priori assumptions about the properties of the atmosphere.

Аналогом лидарной системы для многоволнового зондирования атмосферы является лидар Института физики Академии наук (Беларусь) [3]. Данное устройство состоит из источника лазерного излучения, генерирующего одновременно световые импульсы на трех длинах волн: 1064, 532 и 355 нм, приемного телескопа с набором интерференционных фильтров, позволяющих селектировать эти оптические сигналы, фотодетекторов, подключенных через блоки регистрации электрических сигналов к ПЭВМ.An analogue of the lidar system for multiwave sounding of the atmosphere is the lidar of the Institute of Physics of the Academy of Sciences (Belarus) [3]. This device consists of a laser radiation source that simultaneously generates light pulses at three wavelengths: 1064, 532 and 355 nm, a receiving telescope with a set of interference filters that allow you to select these optical signals, photodetectors connected via electrical signal recording units to a PC.

Основным недостатком этого многоволнового лазерного устройства является отсутствие каналов комбинационного рассеяния света, что не позволяет независимым образом определять оптические параметры атмосферы.The main disadvantage of this multi-wavelength laser device is the absence of Raman channels, which does not allow independent determination of the optical parameters of the atmosphere.

Общим недостатком всех перечисленных известных устройств является ограничение, обусловленное требованием одновременного контроля атмосферы в широком высотном диапазоне. Это обусловлено тем, что линейность световой характеристики фотоприемника, как правило, не превышает 3 порядков. В то же время, мощность лидарного сигнала, в соответствие с уравнением лазерного зондирования, падает по мере удаления от лидара пропорционально квадратичной зависимости расстояния.A common drawback of all these known devices is the limitation due to the requirement of simultaneous control of the atmosphere in a wide altitude range. This is due to the fact that the linearity of the light characteristics of the photodetector, as a rule, does not exceed 3 orders of magnitude. At the same time, the lidar signal power, in accordance with the laser sounding equation, decreases with distance from the lidar in proportion to the quadratic dependence of the distance.

С учетом того, что величина коэффициента обратного рассеяния также значительно уменьшается с высотой, в совокупности это приводит к тому, что по вертикальной трассе при контроле атмосферы от приземного слоя до стратосферы (0,1-30 км) лидарный сигнал может изменяться в пределах 9-10 порядков.Taking into account that the backscattering coefficient also decreases significantly with height, in the aggregate, this leads to the fact that the lidar signal can vary within the range of 9–10 km along the vertical path from the surface layer to the stratosphere (0.1–30 km) 10 orders.

Ни один фотоприемник таким диапазоном чувствительности не обладает, поэтому обычно производят специализацию лидаров: либо они зондируют нижние слои атмосферы, либо предназначены только для контроля тропосферы и стратосферы.Not a single photodetector has such a sensitivity range, therefore lidars are usually specialized: either they probe the lower atmosphere, or are intended only to control the troposphere and stratosphere.

Для устранения указанного недостатка - сокращения динамического диапазона принимаемых сигналов и увеличения протяженности глубины зондирования атмосферы в известном устройстве [4] реализован принцип доставки лазерного излучения различной мощности в различные участки трассы зондирования. Для этого основной пучок зондирующего излучения с помощью отражателей расщепляют на несколько пучков, пересекающих оптическую ось приемника излучения на различных удалениях от места его размещения, причем мощность ближайшего к приемнику пучка не должна вызывать перегрузки приемника, а мощность последующих по дальности зондирования пучков увеличивают по мере их удаления от приемника излучения пропорционально ослаблению излучения. Угол поля зрения приемного телескопа целиком охватывает все расщепленные пучки зондирования.To eliminate this drawback - reducing the dynamic range of received signals and increasing the length of the depth of sounding of the atmosphere in the known device [4] implemented the principle of delivery of laser radiation of different power to different parts of the sensing path. To this end, the main probe beam using reflectors is split into several beams that intersect the optical axis of the radiation receiver at different distances from its location, and the power of the beam closest to the receiver should not cause overload of the receiver, and the power of the beams subsequent in the range of sounding will increase as they the distance from the radiation receiver is proportional to the attenuation of radiation. The angle of the field of view of the receiving telescope fully covers all split probe beams.

Такая схемная реализация приемо-передатчика накладывает ограничения на точность восстановления сигнала из-за уменьшения энергии посылаемого излучения и сложной процедуры сшивания общего сигнала из полученных на отдельных участках.Such a circuit implementation of the transceiver imposes restrictions on the accuracy of signal recovery due to a decrease in the energy of the transmitted radiation and the complex procedure of stitching the common signal from the received in individual areas.

Аналогом заявляемого лидарного комплекса является лидар, описанный в работе [5]. Данное устройство, предназначенное для определения прозрачности атмосферы состоит из источника лазерного излучения, двух приемных телескопов, настроенных на контроль атмосферы ближней и дальней зон трассы зондирования, двух фотоприемных систем, подключенных отдельно к своим телескопам и системы регистрации и обработки информации.An analogue of the claimed lidar complex is the lidar described in [5]. This device, designed to determine the transparency of the atmosphere, consists of a laser radiation source, two receiving telescopes tuned to control the atmosphere of the near and far zones of the sensing path, two photodetector systems connected separately to their telescopes, and an information recording and processing system.

Такой состав лидара, а именно наличие двух телескопов, предназначен для снижения динамического диапазона лидарного сигнала, а также для обеспечения возможности работы лидара на малых дальностях. Основным недостатком этого устройства является наличие двух фотоприемных систем, что приводит к дополнительным ошибкам при формировании общего по всей трассе сигнала, а также зондирование только на одной длине волны лазерного излучения.This composition of the lidar, namely the presence of two telescopes, is intended to reduce the dynamic range of the lidar signal, as well as to ensure the possibility of lidar at short ranges. The main disadvantage of this device is the presence of two photodetector systems, which leads to additional errors in the formation of a common signal along the entire path, as well as sensing only at one wavelength of laser radiation.

Ближайшим аналогом многоволнового лидарного комплекса для контроля оптического состояния атмосферы является лидар, описанный в работе [6]. Данное устройство состоит из источника лазерного излучения на базе Nd-лазера (532; 1064 нм) и приемных телескопов, расположенных в непосредственной близости от источника излучения. Два телескопа предназначены для раздельной регистрации сигналов в ближней и дальней зонах, третий - для регистрации сигналов комбинационного рассеяния.The closest analogue of the multiwave lidar complex for monitoring the optical state of the atmosphere is the lidar described in [6]. This device consists of a laser radiation source based on an Nd laser (532; 1064 nm) and receiving telescopes located in the immediate vicinity of the radiation source. Two telescopes are designed for separate registration of signals in the near and far zones, the third for recording Raman signals.

Телескопы работают в автономном режиме, обладают различными углами поля зрения. Кроме того, в этих приемных телескопах раздельно установлены собственные фотодетекторы, работающие в аналоговом и счетно-фотонном режимах работы.Telescopes work offline, they have different angles of the field of view. In addition, these receiving telescopes are separately equipped with their own photodetectors operating in analog and counter-photon modes of operation.

Основным недостатком прототипа, из-за использования в лидаре различных оптических приемных телескопа является то, что все лидарные сигналы регистрируются различными фотоприемниками. Вследствие этого возникают погрешности измерений, обусловленные необходимостью взаимной калибровки фотоприемников.The main disadvantage of the prototype, due to the use of various optical receiving telescopes in the lidar, is that all lidar signals are recorded by various photodetectors. As a result, measurement errors arise due to the need for mutual calibration of photodetectors.

Предлагаемая полезная модель устраняет этот недостаток, обеспечивая прием всех сигналов в одном общем фотоприемном блоке. Решение поставленной задачи достигается следующим образом.The proposed utility model eliminates this drawback by providing reception of all signals in one common photodetector unit. The solution to this problem is achieved as follows.

Для того, чтобы регистрировать все сигналы от оптических телескопов в одном фотоприемном блоке, предлагается известное устройство дополнить оптическим дефлектором, которое направляет оптические сигналы от выходов телескопов на вход фотоприемного блока. Фотоприемный блок может содержать как один фотоприемник, так и несколько, предназначенных для регистрации сигналов на разных длинах волн. Известно, что интенсивность лидарного сигнала, согласно уравнению лазерного зондирования прямо пропорционально площади приемного телескопа и уменьшается по трассе пропорционально квадрату расстояния. Поэтому диаметры телескопов, охватывающие ближнюю и дальнюю зоны желательно делать различными, телескоп с минимальным диаметром охватывает ближнюю зону, непосредственно прилегающую к лидару. А соотношение диаметров телескопов примерно будет соответствовать отношению расстояний, на которых достигаются первые максимумы сигналов телескопов. В Институте оптики атмосферы разработан и создан многоволновой лидар «ЛОЗА», в котором реализована оптическая схема с двумя приемными телескопами, позволяющий контролировать оптическое состояние атмосферы, используя исходные лазерные длины волн 1064, 532 и 355 нм и регистрируя сигналы упругого и комбинационного рассеяния в широком высотном диапазоне от 0,08÷30 км. Схема предлагаемого лидара приведена на фигуре 1.In order to register all signals from optical telescopes in one photodetector unit, it is proposed to supplement the known device with an optical deflector, which directs optical signals from telescope outputs to the input of the photodetector unit. A photodetector unit may contain either one photodetector or several intended for recording signals at different wavelengths. It is known that the lidar signal intensity, according to the laser sounding equation, is directly proportional to the area of the receiving telescope and decreases along the path in proportion to the square of the distance. Therefore, it is desirable to make the diameters of the telescopes covering the near and far zones different; a telescope with a minimum diameter covers the near zone immediately adjacent to the lidar. And the ratio of the diameters of the telescopes will approximately correspond to the ratio of the distances at which the first maxima of the telescope signals are reached. At the Institute of Atmospheric Optics, a multi-wave lidar “LOZA” was developed and created, which implements an optical scheme with two receiving telescopes, which allows controlling the atmospheric optical state using the original laser wavelengths of 1064, 532 and 355 nm and recording elastic and Raman scattering signals at high altitude range from 0.08 ÷ 30 km. The proposed lidar is shown in figure 1.

Лидар содержит: 1 - твердотельный лазер на основе Nd:YAG, излучающий по одной оси световые импульсы на длинах волн 1064, 532 и 355 нм; 2 - приемный телескоп ближней зоны с углом поля зрения, охватывающим трассу зондирования, начиная с 10 м; 3 - основной приемный телескоп дальней зоны, с углом поля зрения, охватывающим трассу зондирования, начиная со 100 м; 4 - оптический обтюратор, направляющий оптическое излучение от телескопов 2 и 3 на фотоприемный блок 5; 5 - фотоприемный блок, который включает в себя фотоприемники для регистрации сигналов упругого и комбинационного рассеяния в аналоговом и счетно-фотонном режимах регистрации; 6 - система управления, регистрации и обработки информации.The lidar contains: 1 - a solid-state laser based on Nd: YAG, emitting light pulses along the same axis at wavelengths of 1064, 532 and 355 nm; 2 - a near-field receiving telescope with a field of view angle covering the sensing path starting from 10 m; 3 - the main receiving telescope of the far zone, with an angle of field of view covering the sensing path, starting from 100 m; 4 - optical shutter directing optical radiation from telescopes 2 and 3 to the photodetector unit 5; 5 is a photodetector unit, which includes photodetectors for recording signals of elastic and Raman scattering in analog and counter-photon registration modes; 6 - a system for managing, recording and processing information.

Принцип работы предлагаемого лидарного комплекса заключается в следующем. Световой пучок, сформированный в лазере (1) с частотой посылок 10 Гц направляется в атмосферу и одновременно формирует старт-импульс для системы управления (6). Обратно рассеянное атмосферное излучение поступает на вход телескопов ближней (2) и дальней (3) зоны. Телескоп ближней зоны (2) охватывает зону от 0,01 до 3 км, а телескоп дальней зоны от 0,1 до 50 км. С выходов оптических телескопов излучение поступает на зеркальный дефлектор (4), который вращается с частотой 10 Гц, синхронизированный с помощью системы управление (6) с частотой вспышек лазера и позволяет поочередно подавать излучение с телескопов (2) и (3) на фотоприемный блок (5). В фотоприемном блоке (5) происходит спектральная селекция лидарных сигналов по длинам волн, преобразование световых сигналов в электрические и их последующая оцифровка. Оцифрованная информация поступает в систему (6), где происходит формирование из двух сигналов ближней и дальней зон одного общего для всей трассы сигнала от десятков метров до десятков километров. В дальнейшем по этому общему сигналу в системе (6) в соответствие с алгоритмами обработки осуществляется вычисление профилей оптических параметров атмосферы.The principle of operation of the proposed lidar complex is as follows. A light beam formed in a laser (1) with a frequency of 10 Hz sends to the atmosphere and simultaneously forms a start pulse for the control system (6). Backscattered atmospheric radiation enters the input of the near (2) and far (3) zone telescopes. The near-field telescope (2) covers a zone from 0.01 to 3 km, and the far-field telescope from 0.1 to 50 km. From the outputs of optical telescopes, the radiation enters the mirror deflector (4), which rotates at a frequency of 10 Hz, synchronized by the control system (6) with the frequency of laser flashes and allows you to alternately supply radiation from telescopes (2) and (3) to the photodetector unit ( 5). In the photodetector unit (5), spectral selection of lidar signals by wavelengths, the conversion of light signals into electrical ones and their subsequent digitization takes place. The digitized information enters the system (6), where the formation of two signals of the near and far zones of one common signal for the entire path from tens of meters to tens of kilometers takes place. Subsequently, using this common signal in system (6), in accordance with the processing algorithms, the profiles of the atmospheric optical parameters are calculated.

В качестве примера на фиг.2 представлена реализация сигналов на двух телескопах лидара «ЛОЗА» на длине волны зондирования 532 нм. Здесь: 1 - Аналоговый сигнал с ближней зоны; 2 - Аналоговый сигнал с дальней зоны; 3 - восстановленный сигнал с аналоговых каналов; 4 - счетно-фотонный сигнал с дальней зоны; 5 - восстановленный аналого-счетнофотонный сигнал. Как видно из фиг.2 общий аналоговый сигнал (кривая 3) охватывает диапазон 0,1÷10 км, а восстановленный аналого-счетнофотонный сигнал (кривая 5), охватывает высотный диапазон от 0,1÷30 км.As an example, figure 2 shows the implementation of the signals on two telescopes of the lidar "LOZA" at a probe wavelength of 532 nm. Here: 1 - Analog signal from the near zone; 2 - Analog signal from the far zone; 3 - restored signal from analog channels; 4 - counting-photon signal from the far zone; 5 - restored analog-countable photon signal. As can be seen from figure 2, the total analog signal (curve 3) covers a range of 0.1 ÷ 10 km, and the restored analog-to-photon signal (curve 5) covers a height range from 0.1 ÷ 30 km.

Таким образом, проведенные испытания показали, что полезная модель лидара с двумя телескопами позволяет регистрировать по вертикальной трассе сигналы в динамическом диапазоне до 9-10 порядков на одном фотоприемном блоке.Thus, the tests showed that the utility model of the lidar with two telescopes allows you to record signals along the vertical path in the dynamic range up to 9-10 orders of magnitude on a single photodetector unit.

Литература:Literature:

1. Bairashin G.S., Balin Yu.S., Ershov A.D., Kokhanenko G.P., Penner I.E. Lidar "LOZA-MS" for investigation of aerosol fields in troposphere.// Optical Engineering. 2005. V.44(7). P.071209-1-071209-7.1. Bairashin G.S., Balin Yu.S., Ershov A.D., Kokhanenko G.P., Penner I.E. Lidar "LOZA-MS" for investigation of aerosol fields in troposphere.// Optical Engineering. 2005. V. 44 (7). P.071209-1-071209-7.

2. Авторское свидетельство №801721, авторы: Балин Ю.С., Кауль Б.В., Самохвалов И.В., Зуев В.Е., Жильцов В.И., Козинцев В.И. «Двухволновой оптический локатор для зондирования атмосферы»2. Copyright certificate No. 801721, authors: Balin Yu.S., Kaul B.V., Samokhvalov I.V., Zuev V.E., Zhiltsov V.I., Kozintsev V.I. “Two-wave optical locator for sensing the atmosphere”

3. Bösenberg J., Ansmann A., Baldasano J., Balis D., Böckmann C, Calpini В., Chaikovsky A., Flamant P., Hagard A., Mitev V., Papayannis A., Pelon J., Resendes D., Schneider J., Spinelli, Trickle Т., VaughanG., Visconti G., Wiegner M. EARLINET-A European aerosol research lidar network // Advances in Laser Remote sensing: Selected papers 20-th Int. Laser Radar Conference (ILRC). Vichi. France. 10-14 July 2000. 2000. P.155-158.3. Bösenberg J., Ansmann A., Baldasano J., Balis D., Böckmann C, Calpini B., Chaikovsky A., Flamant P., Hagard A., Mitev V., Papayannis A., Pelon J., Resendes D., Schneider J., Spinelli, Trickle T., VaughanG., Visconti G., Wiegner M. EARLINET-A European aerosol research lidar network // Advances in Laser Remote sensing: Selected papers 20-th Int. Laser Radar Conference (ILRC). Vichi. France 10-14 July 2000.2000. P.155-158.

4. Авторское свидетельство №496524. Авторы: И.В.Самохвалов, Ю.С.Балин, В.С.Шаманаев «Способ оптического зондирования атмосферы».4. Copyright certificate No. 496524. Authors: I.V.Samokhvalov, Yu.S. Balin, V.S. Shamanaev "The method of optical sensing of the atmosphere."

5. А.И.Абрамочкин, Ю.С.Балин, П.П.Ваулин, А.Ф.Кутелев, И.В.Самохвалов Лазерный локатор для определения прозрачности атмосферы. В кн. Измерительные приборы для исследования параметров приземных слоев атмосферы. Изд-во ИОА СО АН СССР, 1977, с.5-16.5. A.I. Abramochkin, Yu.S. Balin, P.P. Vaulin, A.F. Kutelev, I.V. Samokhvalov Laser locator for determining the transparency of the atmosphere. In the book. Measuring instruments for studying the parameters of the surface layers of the atmosphere. Publishing House of IOA SB AS USSR, 1977, p. 5-16.

6. Toshiyuki Murayama, Hajime Okamoto, Naoki Kaneyasu, Hiroki Kamataki, and Kazuhiko Miura. Application of lidar depolarization measurement in the atmospheric boundary layer: Effects of dust and sea-salt particles // Journal of Geophysical Research, vol.104, no. d24, pages 31,781-31,792, December 27, 19996. Toshiyuki Murayama, Hajime Okamoto, Naoki Kaneyasu, Hiroki Kamataki, and Kazuhiko Miura. Application of lidar depolarization measurement in the atmospheric boundary layer: Effects of dust and sea-salt particles // Journal of Geophysical Research, vol. 104, no. d24, pages 31,781-31,792, December 27, 1999

Claims

1. Lidar complex for monitoring the state of the atmosphere, containing a pulsed laser radiation source, receiving optical telescopes of the near and far sensing zones located in the immediate vicinity, a control, recording and processing system, characterized in that the lidar contains a common photodetector unit, the input of which connected to the outputs of optical receiving telescopes through an optical deflector connected to the control system and alternately directing light signals from the telescopes.

2. The lidar complex according to claim 1, characterized in that the receiving telescopes have different diameters, while the telescope with a minimum diameter covers the near zone immediately adjacent to the lidar.