14. Вимірювання параметрів вільної атмосфери

1. Загальні відомості.

Системи радіозондування призначені для дистанційного вимірювання метеорологічних елементів вільної атмосфери і являють собою сукупність радіотелеметричної і радіолокаційної (радіопеленгаційної) систем. Радіотелеметрична система служить для вимірювання метеорологічних елементів і передачі результатів вимірювань на відстані за допомогою радіохвиль, а призначенням радіолокаційної (радіопеленгаційної) системи є визначення координат вимірювального приладу в момент вимірювань. Вимірювання метеорологічних елементів атмосфери і передача результатів здійснюється за допомогою радіозонду, який являє собою сукупність відповідних вимірювальних перетворювачів і радіопередавача.

Положення радіозонду в просторі визначається трьома координатами, які залежать від використаної системи координат. Так, якщо використовується циліндрична система, то такими координатами є кут в горизонтальній площині (азимутальний кут) , кут у вертикальній площині (кут місця) і висота . При використанні сферичної системи координатами є: азимутальний кут , кут місця і похила дальність .

Розрізняють два типи систем радіозондування: радіопеленгаційні (радіотеодоліти) і радіолокаційні (радіолокаційні метеорологічні станції).

В радіотеодолітах вимірюються тільки кутові координати радіозондів, при цьому азимут і кут місця визначаються, як правило, методом порівняння (рівносигнальної зони), а третя координата – висота - обчислюється за виміряним тиском. Прикладом системи радіозондування на основі радіо теодоліту є система «Малахіт», в якій зондування здійснюється радіозондом типу А-22 спільно з радіопередавачем ПРБ-1,5, А-36 і А-43. В процесі експлуатації радіо теодоліт «Малахіт» був перетворений в радіолокаційну метеорологічну станцію шляхом введення до його складу дальномірної приставки.

В системах зондування на основі радіолокаційної станції використовується сферична система координат, і всі три координати вимірюються радіолокаційним способом: кутові координати (азимут і кут місця ) – методом порівняння (рівносигнальної зони), а дальність – імпульсним методом з активним формуванням відповідного сигналу.

Радіозонд, призначений для використання в такі системі, в принципі повинен містити два радіопередавача і один радіоприймач: один передавач - для передачі радіотелеметричної інформації, приймач – для прийому імпульсних сигналів запиту, другий радіопередавач - для випромінення сигналів на прийняті запитні сигнали. В сучасних радіолокаційних системах зондування роль передавача радіотелеметричного каналу, приймача сигналів запиту і передавача сигналів відповіді виконує один пристрій – над регенеративний прийомопередавач. За цим принципом улаштовані такі системи зондування, як «Малахіт» з дальномірною приставкою, що працює спільно з радіозондом типу А-22 і над регенеративним прийомопередавачем типу А-35-1П, «Метеор» («Метеорит»), який працює з радіозондом типу РКЗ-2, і «Метеорит-2», який працює з радіозондом типу РКЗ-5.