[发明专利]一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法

说明书

本发明提供了一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法，该方法包括以下步骤：首先判断地面的积雪为压实积雪或者松散积雪。采用激光测距原理获得积雪表面高度，并根据雪对不同近红外波段吸收差异，获得积雪的光吸收等效厚度。通过对比积雪的表面厚度与积雪的等效厚度确定积雪为压实或松散。而后通过水与冰对近红外波段的1400nm与1550nm两个波长吸收与反射差异判断压实的积雪表面存在干雪或者湿雪。该方法将复杂的路面污染物细分，并采用复合手段判断积雪及其表面雪的类型，为积雪污染物判断提供定量方法。对于路面状况，尤其是机场跑道表面状况的判断有着重要的应用价值。

技术领域

本发明属于路面污染物光学传感测量领域，特别是涉及一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法。

背景技术

机场跑道表面污染物的覆盖对于飞行器、尤其是民航飞机的起降有着严重的影响。因此准确获得跑道表面污染物对于机场管制人员确定民航飞机能否正常起降起着决定作用。我国北方冬季以雪为主，但是当汽车或飞机轮胎压过积雪后，会将积雪压实。若未对压实的积雪进行清扫，再次被积雪覆盖后，容易导致积雪表面更加湿滑。此时压实的雪表面的干雪与湿雪判断，对于明确机场跑道是否适合起降有着重要作用。同时也考验着污染跑道起降的飞机机组及机场管制员。若机场道面的摩擦系数的显著下降，将导致飞机轮胎的摩擦力不够，从而产生严重影响飞机起降安全的因素。

为此，我国民航局在2021年印发了《运输机场跑道表面状况评估和通报规则》。其中明确规定对于压实的雪表面有干雪或者湿雪需要给出明确的通报。这对于明确判断机场跑道表面状况至关重要。然而目前对于压实的雪表面干雪与湿雪的判断，没有有效的测量装置，甚至没有相关的测量标准。多地区机场仅仅是通过人工方式对压实的雪表面干雪或湿雪进行肉眼判断。不能够给出明确的判断标准，同时主观性较强。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供的一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法。

所述的一种机场跑道压实的雪表面干雪与湿雪的光学区分方法，其流程包括：首先根据地面温度并结合两束不同波长的红外信号，区分地面是积雪或积水，并根据两束红外光信号差值确定积雪的光吸收等效厚度。而后根据光吸收等效厚度与积雪表面厚度关系，确定积雪为压实的雪还是松散的雪。最后根据近红外光信号反射差别，判断压实的雪表面是干雪还是湿雪。

所述的一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法，其特征在于：判断路面积雪的前提是路面温度低于零度，同时两个近红外波段的吸收差值显著。然后根据探测到的两束红外光信号强度差异，依据光吸收的朗伯比尔定律，并采用定标方式获得地面积雪的光吸收等效厚度。

所述的一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法，其特征在于：积雪表面厚度的测量方法为激光测距原理。通过固定激光测距探头位置，测量积雪上表面到探头位置的距离，获得积雪的表面厚度。

所述的一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法，其特征在于：通过测量、对比积雪的光吸收等效厚度与积雪表面厚度。当表面厚度低于等效厚度时，积雪为压实的雪。当表面厚度高于等效厚度时，积雪为松散的雪。从而判断地面是压实的积雪还是松散的积雪。

所述的一种路面压实的雪表面干雪与湿雪的近红外光学区分方法，其特征在于：压实的雪表面有干雪或湿雪的判断是通过两束近红外波段的1400nm与1550nm两个波长吸收差异实现的。压实的雪表面有干雪要求的条件为：1400nm反射强度高，1550nm反射强度低，同时压实的雪表面温度低于零度。压实的雪表面有湿雪要求的条件为：1400nm反射强度低，1550nm反射强度高，同时压实的雪表面温度高于零度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：