Изложены принципы измерения характеристик выпадающих атмосферных осадков методом получения и анализа теневых изображений их частиц. Предложен метод определения вида атмосферных осадков, основанный на измерении микроструктурных характеристик с помощью оптического осадкомера. Представлены результаты измерения соотношений размеров и скоростей для частиц дождевых и снеговых осадков.

Представлены описание виртуальной измерительной площадки оптического осадкомера и критерии выбора ее размера. Проведен расчет вероятности одновременной регистрации нескольких частиц осадков. Показано, что создаваемый прибор должен обеспечивать одновременную регистрацию как минимум двух капель дождя. Проведены оценки объема передаваемых данных и расчет чувствительности прибора. Сделан вывод о более широких возможностях и связанных с этим перспективах применения разрабатываемого оптического измерителя осадков по сравнению с традиционно применяемыми осадкомерами.

Проведен обзор методик калибровки оптических измерителей характеристик атмосферных осадков. Проанализированы недостатки существующих методик калибровки оптико-электронного измерителя осадков ОПТИОС и предложены способы их устранения. Подробно описан оригинальный запатентованный метод калибровки оптического осадкомера, позволяющий повысить точность определения размеров гидрометеоров за счет учета эффективного размера каждого светочувствительного элемента линейного сенсора. Сделан вывод об универсальности предложенного метода калибровки, что позволяет использовать его для повышения показателей точности любых оптических измерителей линейных размеров различных объектов, использующих в качестве измерительного преобразователя линейный массив светочувствительных элементов.

Представлены результаты измерений количества осадков оптическим осадкомером ОПТИОС и стандартным измерителем Третьякова О-1 в течение трех летних месяцев 2020 г. Показано хорошее согласие результатов измерений обоими приборами. Сравнение показаний ОПТИОС и аналогичного оптического осадкомера, установленного на расстоянии 3 км, а также данных метеостанции " Томск" сети Росгидромета, расположенной на расстоянии 6 км, демонстрирует существенные пространственные вариации характеристик атмосферных осадков. Доказана возможность использования ОПТИОС в качестве автоматизированного измерителя осадков как в составе метеостанции, так и в качестве отдельного компонента наблюдательной осадкомерной сети.

Проанализирована зависимость результатов калибровки оптического осадкомера от размеров используемых эталонных объектов. Предложены пути оптимизации процедуры калибровки, среди которых: уменьшение количества калибровочных зон; применение калибровочных коэффициентов вместо поправочных параметров; введение дополнительной калибровки шарами диаметром 1 мм; использование для частиц размером менее 2 мм коэффициентов, зависящих от величины измеренного диаметра. Сделан вывод об эффективности использования предложенной процедуры для калибровки оптико-электронных приборов, предназначенных для определения размеров малых частиц, например, измерителя параметров метелей.