Laserowe wykrywanie obiektów podwodnych

• Autorzy: Wojtanowski J. , Zygmunt M. , Gawlikowski A. , Młodzianko A. , Piotrowski W.

Warianty tytułu

EN

Underwater remote laser sensing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz związanych z możliwością zastosowania promieniowania laserowego do zdalnej detekcji prowadzonej w środowisku wody morskiej. W ramach projektu badawczego, realizowanego w Instytucie Optoelektroniki WAT, opracowano układ dwubarwnego dalmierza laserowego, który posłuży do wykonania badań i weryfikacji przyjętych modeli teoretycznych. Uwzględniono przy tym zarówno analityczne wyznaczenie mocy sygnału tła jak i mocy użytecznego sygnału echa. Omówiono wiele zjawisk związanych z propagacją promieniowania laserowego w wodzie morskiej a także wpływ jej najważniejszych własności optycznych na możliwości prowadzenia podwodnej teledetekcji. Dla założonej realizacji sprzętowej przedstawiono obliczenia związane z wyznaczeniem stosunku sygnał-szum dla różnych warunków prowadzonej teledetekcji oraz dokonano określenia maksymalnych zasięgów skutecznej pracy dalmierza laserowego do pomiarów podwodnych.

EN

Theoretical and practical aspects of laser application in the field of underwater remote sensing are presented. Water characteristics concerning electromagnetic radiation propagation have been considered. Analytical approach covers both "echo" signal reflected from an underwater object and background noise signal level generated mainly by the sunlight and diffuse atmospheric illumination. Considering the real configuration of the equipment and its technical specification, signal-to-noise ratio level was computed for some specific environmental conditions. It enabled to evaluate the maximum distance ranges of underwater remote sensing. The results form the basis for practical applications of Lidar system developed at the Institute of Optoelectronics of the Military University of Technology in Warsaw.

Słowa kluczowe

PL

teledetekcja podwodna; LIDAR; propagacja; woda morska; teledetekcja laserowa

EN

lidar; underwater remote sensing; laser propagation; sea water; laser remote sensing

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 58, nr 1
• Strony: 153--175
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wojtanowski J.

autor

Zygmunt M.

autor

Gawlikowski A.

autor

Młodzianko A.

autor

Piotrowski W.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] M. I. Mishenko, L. D. Travis, A. A. Lacis, Scattering, absorption and emission of light by small particles, Cambridge University Press, NASA Goddard Institute for Space Studies, 2002.
• [2] H. C. Van de Hulst, Light Scattering by Small Particles, Wiley, New York, 1957.
• [3] D. W. Hahn, Light Scattering Theory, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Florida, 2006.
• [4] M. S. Twardowski, E. Boss, J. B. Macdonald, W. S. Pegau, A. H. Barnard, J. R. Zaneveld, A model for estimating bulk refractive index from the optical backscattering ratio and the implications for understanding particle composition in case I and case II waters, Journal of Geophysical Research, vol. 106, 2001, 14.129-14.142.
• [5] A. Cywiński, Wykorzystanie lasera do poszukiwania i określania położenia obiektu podwodnego, rozprawa doktorska AMW, 2006.
• [6] A. Morel, H. Loisel, Apparent optical properties of oceanic water: dependence on the molecular scattering contribution, Applied Optics, vol. 37, no. 21, 1998.
• [7] U. Stute, M. Lehaitre, O. Lado-Bordowsky, Aspects of temporal and spatial ranging for bistatic submarine lidar, Proceedings of EARSeL-SIG-Workshop LIDAR, 2000.
• [8] R. A. Maffione, Evolution and Revolution in Measuring Ocean Optical Properties, Oceanography, vol. 14, no. 3, 2001.
• [9] J. Ronald, V. Zaneveld, E. Boss, A. Barnard, Influence of surface waves on measured and modeled irradiance profiles, Applied Optics, vol. 40, no. 9, 2001.
• [10] J. Dera, Fizyka morza, PWN, 2003.
• [11] C. D. Mobley, D. Stramski, W. P. Bisset, E. Boss, Optical modelling of ocean water, Oceanography, vol. 17, no. 2, 2003.
• [12] D. Stramski, E. Boss, D. Bogucki, K. J. Voss, The role of seawater constituents in light backscattering in the ocean, Progress in Oceanography, vol. 61, 2004.
• [13] L. E. Estes, G. Fain, J. D. Harris, Laser Beam Propagation through the Ocean's Surface, IEEE, 0-7803-3519-81, 1996.
• [14] Z. Liu, W. Hunt, M. Vaughan, C. Hostetler, M. McGill, K. Powell, D. Winker, Y. Hu, Estimating random errors due to shot noise in backscatter lidar observations, Applied Optics, vol. 45, no. 18, 2006.