激光测距中的折射率分布模型

在对空中目标测距时由于大气折射而使测程加长,因而需要进行大气折射修正。修正的方法是依据实测资料或一定的模型进行计算。这里提出了一种Γ分布模型:     

激光测距数据水平折射率梯度校正

文中导出了激光测距数据水平折射率梯度效应的修正公式。该公式需要激光位置上的水平压力和温度梯度值。为评价该方法的精度,将公式与用射线跟踪法计算的距离修正作了比较。     

激光测距机在大气中的测程问题

一 前言 激光测距机已成为激光大气应用工程中使用范围最广泛、发展最成熟的一门新技术。然而,实践表明同样的测距机在不同天气条件和不同地区的效果大不相同。例如,晴好天气条件下可以测到20～30公里的测距机在能见度较差时只能测到几公里;在西南高原地区能可靠地测30公里的测距机到了潮湿的辽东半岛最远的工作距离减为13公里左右。如此大的地区差别究其原因也是大气条件不同的缘故。因此研究激光测距机的测程与大气条件之间的关系对选择适当的设计参数和应用范围是有实际意义的。     

大气折射率分布与激光传输轨迹的关系

本文对矢量形式的光线微分方程进行求解,给出激光信号在地球大气球面对称媒质中传输的轨迹方程。将影响激光大气传输轨迹的大气折射率,取为伽马型分布。并为计算提供一种可行的途径。     

激光测距的大气折射订正

为适应航天、航空技术的发展和军用激光对抗的需要,本文对激光测距的大气折射订正进行了理论探讨。并以昆明地区近20年的气象资料为依据,拟合了折射率随高度分布的Γ模式。导出了视仰角θ_0≥10°的距离误差公式和流程图。绘制了高度为10km、15km、20km 和30km 的距离修正量。全年平均模型的折射率与高度之间的关系之相对误差不超过9%,距离修正值之精度可达到分米量级。用该折射率模型可以建立各地区的折射修正软件包。     

激光传输湍流大气的折射率起伏双尺度模型

运用Kolmogorov 1941串级湍流模型理论和近似①湍流大气中传输激光束的强度起伏可抽象为大尺度湍涡导致对小尺度湍涡产生强度起伏倍乘性再调制的双尺度过程;②分别由大尺度湍涡和小尺度湍涡产生的光闪烁相互统计独立;③在双尺度模型下,即使在湍流起伏饱和区,用于处理光闪烁的Rytov方法仍然适用.导出了包含湍流内外尺度因子的简化折射率起伏双尺度模型和湍流大气中传输平面波的闪烁孔径平滑因子.结果表明,有限湍流内、外尺度在0.5＜d＜3.5孔径区域增加了闪烁的孔径平滑作用.     

大气折射率结构常数Cn^2高度分布统计特性分析

大气折射率结构常数Cn^2是表示大气光学湍流强度的一个重要参数,利用温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区（0-25km）折射率结构常数随高度的分布廓线,并对其进行统计矩和概率分布的分析,研究表明合肥地区大气湍流随高度分布基本符合对数正态分布,昼夜变化量约为0．8个量级,大气折射率结构常数Cn^2的概率分布存在昼夜差异,白天的Cn^2比夜间的Cn^2峰值要大2个数量级。     

变折射率光纤折射率分布的测量

本文阐述了变折射率光纤折射率的几种测量方法以及最新研究进展，并讨论了各种方法的优劣，介绍了目前最前沿的几种折射率测量仪器及其性能。     

水平折射率梯度对卫星激光测距精度的影响

已经发表了许多公式,都能用来部分修正大气折射对激光测距数据的影响。这些公式全都假定大气折射率剖面为球面对称。本文采用球面对称及三维折射率分布的射线描迹法研究了水平折射率梯度的影响。该剖面是根据无线电探空数据构成。结果表明:卫星仰角在10附近时,水平折射率梯度引进均方根误差约为3厘米。而卫星接近天顶时,该误差将减少到几毫米。     

大气折射率结构常数C2n高度分布统计特性分析

大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度的一个重要参数,利用温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区(0～25 km)折射率结构常数随高度的分布廓线,并对其进行统计矩和概率分布的分析,研究表明合肥地区大气湍流随高度分布基本符合对数正态分布,昼...     

大气中激光测距的几个问题

本文讨论激光测距的大气的修正问题。在测距精度要求达10~(-4)～10~(-5)以上时必须进行折射率修正,目标距离大于10～20公里时还须作曲率修正。在温度梯度较小,湍流不强的时间里和离地面尽量高的地方进行测量可以大大减少大气状态变化和湍流的影响。     

大气折射率高度分布模式及其应用

光束通过大气时,由于大气密度的不均匀性使光束发生偏折,光传播的程长增加及其轨迹产生弯曲,由此造成待测目标的角位置和距离的测量误差.分析了近几年新疆戈壁地区大气参数探空数据的主要结果,给出了大气参数的平均高度分布廓线,依据光波波段的折射率公式,利用以上结果计算了该地区折射率高度分布数据,通过模式拟合给出了该地区大气折射率指数分布模式和三参数伽马分布模式.详细分析了大气压强、温度、波长等因素单独对大气折射率的影响.应用该地区的大气折射率高度分布模式对光传输的大气折射效应进行了理论分析,给出了整层激光传输的折射角、蒙气差和大气色散.以期对该地区光传输折射效应进行修正.     

全国大气折射率剖面预测方法

地球上空的不均匀大气对雷达探测性能具有较大的影响,为提高雷达探测精度,首要问题是能够精确预测到雷达作用区内的大气折射率剖面.针对我国国土面积大、地形复杂、大气环境参数变化多样的特征,根据无线电气象学理论,采用全国大气环境栅格技术,提出了一种全国大气折射率剖面预测方法.根据我国大气环境分布特征,把全国分成1 840个栅格...     

ERA-I数据在南海大气折射率环境中的应用评估

海上大气折射率环境是影响电磁波传播、目标探测准确性的关键因素之一.文中利用南海的GPS探空数据评估了ERA-I（ERA-Interim）再分析数据计算的大气折射率,结果表明:3 000 m以下修正大气折射率整体标准差为9.2 M单位,相对误差为1.4%;在分布上修正大气折射率误差在低层偏小,并且会发生小幅震荡,边界层顶以上偏大,这与大气层内水汽分布密切相关,相关系数为0.94.此外两种数据识别的波导参数中,波导高度拟合斜率接近1,最准确;波导厚度和强度斜率不到0.5,波导厚度偏厚,而强度偏小.说明ERA-I再分析数据是较为可靠的数据源,可用来研究海上大气折射环境特性.     

大气折射率剖面在宽角抛物方程中的应用

介绍了对流层大气折射率剖面的建立方法,详细阐述了在电波传播中,大气折射率剖面在求解宽角抛物方程时的应用,比较了不同大气条件下,抛物方程方法的计算结果和用其它方法所获得的结果,验证了这种处理大气折射率剖面方法的正确性和有效性,应用于电子战中将具有重要的国防意义。     

激光雷达大气波导折射率与消光系数研究

利用激光雷达探测大气波导具有抗电磁干扰能力强、保密性高、机动性强等优点,大气折射率和消光系数是激光传输情况的重要参考指标.文中采用激光后向散射式测量仪对1.064 μm波长激光大气传输的消光系数进行测量,并同步测量温度、湿度和大气压强来测量大气折射率,用实验数据和仿真研究激光雷达传输消光系数与大气折射率之间的相关性,结论表明二者之间存在线性关系相关,可为激光探测技术提供理论和实验参考.     

近场光学方法测量大气折射率起伏

精确测量大气的折射率起伏,对于研究大气的光学性质及其在环境监测中的应用有着重要的意义.建立了用近场光学方法测量大气折射率起伏的模型:采用全内反射方法激发金属的表面等离子共振,在金属-空气-金属组成的平面波导中形成振荡的导模,选取衰减全反射曲线中变化最快的一点的角度作为入射光的角度,测量相应的反射光光强的变化,就可以得到相应空气的折射率的变化.初步数值模拟了该模型的测量精度,折射率变化的精度可以达到百万分之五.