Информация о ходе выполнения проекта №14.613.21.0003

Развитие методов и средств дистанционного лазерного зондирования атмосферы для создания систем мониторинга с участием научно-исследовательских организаций СНГ

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 22 августа 2014 г. № 14.613.21.0003 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 4 в период с 01.01.2016 г. по 30.06.2016 г. выполнялись следующие работы:

Разработка и изготовление экспериментального образца (макета) унифицированных приемных телескопов для регистрации лидарных сигналов.
Разработка Программы и методики экспериментальных исследований унифицированных приемных телескопов для регистрации лидарных сигналов.
Экспериментальные исследования экспериментального образца (макета) унифицированных приемных телескопов для регистрации лидарных сигналов.
Разработка и изготовление экспериментального образца аэрозольно-рамановского поляризационного лидара.
Разработка Программы и методики экспериментальных исследований аэрозольно-рамановского поляризационного лидара.
Экспериментальные исследования экспериментального образца (макета) аэрозольно-рамановского поляризационного лидара.
Проведение дополнительных патентных исследований.
Коррелированные натурные исследования процессов крупномасштабного переноса загрязнений на пространстве СНГ посредством спутниковых и наземных сетевых наблюдений.
Тестирование создаваемых макетов (систем регистрации лидарных сигналов, фотоприемных модулей, спектральной аппаратуры) с аналогичными образцами зарубежных фирм.
Подготовка публикаций по теме ПНИ.

При этом были получены следующие результаты:

Разработан и изготовлен экспериментальный образец аэрозольно-рамановского поляризационного лидара предназначенного для оптического мониторинга состояния тропосферы до высот тропопаузы, определения оптической толщи атмосферы, наличия и динамики атмосферных аэрозольных слоев, контроля распространения промышленных выбросов и шлейфов лесных пожаров, проведена разработка программы и методики экспериментальных исследований, проведены экспериментальные исследования аэрозольно-рамановского поляризационного лидара.
Для экспериментального образца разработана техническая документация, включающая: общий вид экспериментального образца, оптическая и комбинированная схема, перечень элементов, сборочный чертеж. Разработана программа и методики экспериментальных исследований экспериментального образца, на основании которых проведены экспериментальные исследования. Составлены акты и протоколы экспериментальных исследований.
Разработан и изготовлен экспериментальный образец унифицированного приемного телескопа для регистрации лидарных сигналов, который может применяться в лидарах различного предназначения (для исследования пространственного распределения аэрозоля, температуры, влажности, и пр.) при оптическом мониторинге состояния тропосферы до высот тропопаузы (9-12 км), проведена разработка программы и методики экспериментальных исследований, проведены экспериментальные исследования унифицированного приемного телескопа для регистрации лидарных сигналов.
Для экспериментального образца разработана техническая документация, включающая: общий вид экспериментального образца, оптическая и комбинированная схема, перечень элементов, сборочный чертеж. Разработана программа и методики экспериментальных исследований экспериментального образца, на основании которых проведены экспериментальные исследования. Составлены акты и протоколы экспериментальных исследований.
Проведены коррелированные натурные исследования процессов крупномасштабного переноса загрязнений на пространстве СНГ посредством спутниковых и наземных сетевых наблюдений. Выполнено исследование связей между вертикальным распределением тропосферного аэрозоля, с одной стороны, и горизонтальным перемещением воздушных масс на различных высотах, с другой. На основе статистического анализа, проведенного для массива из 110 сеансов лидарных измерений, определены вертикальные границы основных рассеивающих слоев тропосферы - пограничного слоя, слоев средней и верхней тропосферы. На основании данных космического и наземного лидаров показано, что высота слоя перемешивания (в отличие от высоты пограничного слоя) отличается большей временной и пространственной устойчивостью, а сезонный ход коррелирует с сезонным ходом атмосферой оптической толщи.
Проведено тестирование создаваемых макетов (систем регистрации лидарных сигналов, фотоприемных модулей и т.д.) с аналогичными образцами зарубежных фирм, которое показало: а) квантовая эффективность разработанного фотоприемного модуля на базе SPAD PGA-284 превышает на порядок квантовую эффективность ФЭУ HAMAMATSU NIR-PMT MODULE H10330B-25 при регистрации излучения малой интенсивности; б) для повышения динамического диапазона APD, обусловленного «мертвым» временем, требуется совершенствовать электронику с целью уменьшения длительности импульса генерируемого лавинным разрядом; в) разработанные счетчики фотонов обладают целым рядом технических характеристик превосходящих аналогичные зарубежные образцы.
Институтом физики НАН Беларуси, в соответствии с календарным планом, проведено тестирование алгоритмов и программного пакета на российской аппаратуре; разработаны унифицированные системы регистрации лидарных сигналов в аналоговом режиме и в режиме счета фотонов. Цифровая часть электрической схемы фото-приемных модулей реализована на основе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) CYCLON фирмы ALTERA.
Выполнены патентные исследования в соответствие с заданием на их проведение и регламента патентного поиска. Патентные исследования были проведены на патентную чистоту объекта техники по описаниям к свидетельствам, заявкам и патентам. Поиск проводился на глубину не менее 20 лет с 1995 г. по 2016 г., в соответствии с ГК РФ. При проведении патентных исследований были выявлены аналоги анализируемых технических решений, определены их недостатки и пути их решения. Сведения о выявленных охранных и иных документах, которые будут препятствовать применению разработанных технических решений в Российской Федерации не обнаружены.

В соответствии с календарным планом и техническим заданием все поставленные задачи выполнены полностью.