大气温度分布特性及对折射率结构常数的影响 被引量：31

1

作者 孙刚 翁宁泉 +2 位作者 肖黎明 马成胜 吴毅 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期592-596,共5页

影响大气湍流运动强弱和时空结构的因子比较复杂 ,大气中平均流场和大气温度的分布都是不均匀的 ,特别是沿垂直方向的大气温度分布 ,决定着垂直方向的热力不稳定性和湍流的强弱。观测事实表明 ,随着季节和天气条件的不同 ,大气温度垂直... 影响大气湍流运动强弱和时空结构的因子比较复杂 ,大气中平均流场和大气温度的分布都是不均匀的 ,特别是沿垂直方向的大气温度分布 ,决定着垂直方向的热力不稳定性和湍流的强弱。观测事实表明 ,随着季节和天气条件的不同 ,大气温度垂直分布有很大的变化。通过对我国安徽合肥地区整层 (0～ 2 0km)大气温度的观测资料的分析 ,得到了大气温度的垂直分布廓线和统计特性模式误差廓线 ;大气折射率结构常数C2 n 是表示大气光学湍流强度的一个重要参量 ,但大气折射率的测量较为困难 ,因此通常先测量温度起伏量 ,再用平均的温度和气压来计算得到C2 n。通过对温度和气压模式误差的分析 ,可以计算得到C2 n 结果的误差 ,重点分析大气温度分布特性及由此带来的模式误差 ,并讨论其对计算C2 n 的影响。 展开更多

关键词 应用光学 大气湍流 大气温度 分布特性 模式误差 大气折射率结构常数

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测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪 被引量：24

2

作者 马晓珊 朱文越 饶瑞中 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期898-902,共5页

基于光闪烁的孔径平均效应,研制了测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪(LALS)。该仪器在一定程度上实现了闪烁饱和现象的抑制。仪器采用对称式结构布局,同时采用调制解调方法提高信噪比,并以嵌入式控制单元完成对数据的采集、处... 基于光闪烁的孔径平均效应,研制了测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪(LALS)。该仪器在一定程度上实现了闪烁饱和现象的抑制。仪器采用对称式结构布局,同时采用调制解调方法提高信噪比,并以嵌入式控制单元完成对数据的采集、处理、显示和存储。与传统仪器设备的测量结果相比,在1000m的水平传输路径上两者的线性拟合系数为1.01,相关系数为0.92;进一步分析表明,大气湍流内尺度会对闪烁方差的测量产生影响,从而导致大气折射率结构常数的测量结果略显离散。 展开更多

关键词 大气光学 光传播 大口径闪烁仪 孔径平均效应 折射率结构常数

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利用闪烁和漂移效应测量大气折射率结构常数的对比分析 被引量：19

3

作者 马晓珊 朱文越 饶瑞中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期538-542,共5页

在近海面大气边界层中进行了1 km路径的水平光传输实验,结果表明:利用闪烁和漂移效应推导的大气折射率结构常数之间存在着较大的差异。定量的理论分析揭示了两者不一致的原因在于:闪烁效应主要对路径中部的小尺度湍涡敏感,漂移效应则对... 在近海面大气边界层中进行了1 km路径的水平光传输实验,结果表明:利用闪烁和漂移效应推导的大气折射率结构常数之间存在着较大的差异。定量的理论分析揭示了两者不一致的原因在于:闪烁效应主要对路径中部的小尺度湍涡敏感,漂移效应则对发射端附近的大尺度湍涡敏感;随着内尺度变大,漂移效应测量的折射率结构常数将大于闪烁效应测量的折射率结构常数,当内尺度达到20 mm时,前者的测量结果是后者的3倍;当外尺度变小时,漂移效应的测量结果小于闪烁效应的测量结果,当外尺度仅为1 m时,前者的测量结果为后者的1/2;大气折射率3维功率谱的幂律的变化对测量结果的影响非常大,当幂律大于-11/3时,闪烁效应测量的折射率结构常数大于漂移效应测量的折射率结构常数,最大差异接近于25倍,当幂律小于-11/3时,漂移效应的测量结果大于闪烁效应的测量结果,两者的差异甚至可达两个量级。 展开更多

关键词 光传输 大气湍流 折射率结构常数 闪烁 漂移

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大气湍流对轨道角动量态复用系统通信性能的影响 被引量：15

4

作者 邹丽 赵生妹 王乐 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期52-57,共6页

通过数值仿真,以多个相位屏模拟大气湍流,研究大气湍流对轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)态复用通信系统质量的影响.改变大气湍流折射率结构常量C2n和传输距离z,分析其对OAM态复用系统归一化接收功率、误码率等的作用.研究结... 通过数值仿真,以多个相位屏模拟大气湍流,研究大气湍流对轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)态复用通信系统质量的影响.改变大气湍流折射率结构常量C2n和传输距离z,分析其对OAM态复用系统归一化接收功率、误码率等的作用.研究结果表明当大气湍流强度增加和传输距离增长时,复用系统归一化接收功率下降、误码率增加.当C2n增大到5×10-13 m-2/3时,系统归一化接收功率下降到0.2以下,误码率增大到0.3以上;当传输距离增大到10 000m,系统归一化接收功率下降到0.3以下,误码率增大到0.35以上.同时,对比不同方位角指数l取值的两个OAM态复用系统受大气湍流的影响,发现:l取值越接近的系统,受大气湍流影响越大.在等同光学信噪比下大气湍流导致OAM态复用系统误码率性能降低2至3个数量级.该研究对OAM态复用系统的实用化具有积极的参考作用. 展开更多

关键词 轨道角动量 复用系统 大气湍流 折射率结构常量 传输距离 归一化接收功率 误码率

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戈壁地区近地面大气折射率结构常数的统计分析 被引量：11

5

作者 封双连 张志刚 +3 位作者 强希文 胡月宏 赵军卫 宗飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期39-42,共4页

利用温度脉动仪对2010年4—12月库尔勒戈壁地区近地面大气折射率结构常数进行了测量,按月对测量数据进行了对数平均。根据对数平均值对日变化特征进行了分析,并对大气湍流强弱时段进行了统计。研究结果显示:戈壁地区大气湍流在日落时段... 利用温度脉动仪对2010年4—12月库尔勒戈壁地区近地面大气折射率结构常数进行了测量,按月对测量数据进行了对数平均。根据对数平均值对日变化特征进行了分析,并对大气湍流强弱时段进行了统计。研究结果显示:戈壁地区大气湍流在日落时段较日出时段弱;日出转换时刻,均值湍流强度在10-15m-2/3以下,日落转换时刻,均值湍流强度在10-16m-2/3左右;4,6,8,9月份的近地面大气湍流强度较强,5,7,10月份居中,11,12月份较弱。 展开更多

关键词 大气湍流 大气折射率结构常数 戈壁地区 变化特征

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湍流大气中折返路径激光成像探测实验 被引量：8

6

作者 王钰茹 梅海平 +2 位作者 康丽 武鹏飞 崔朝龙 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期70-76,共7页

采用红光激光器、3M微晶棱镜阵列反光膜和长焦高速CCD(电荷耦合器件)构建的折返路径激光成像探测系统,进行典型天气条件下湍流大气中1km传输路径上的激光光斑回波成像探测实验,并配备激光闪烁仪和大气相干长度仪实时监测湍流参数。对激... 采用红光激光器、3M微晶棱镜阵列反光膜和长焦高速CCD(电荷耦合器件)构建的折返路径激光成像探测系统,进行典型天气条件下湍流大气中1km传输路径上的激光光斑回波成像探测实验,并配备激光闪烁仪和大气相干长度仪实时监测湍流参数。对激光光斑图像的强度进行了统计分析,获得了不同位置、不同光斑孔径范围内的闪烁指数和光强起伏的空间相关系数,并尝试拟合得出了光斑中心点理想的点闪烁指数。将依据该闪烁指数推算出的湍流折射率结构常数与实时监测数据进行对比分析,结果表明:利用该方法所得的湍流折射率结构常数与激光闪烁仪实测值在变化趋势上具有良好的一致性,并且折返路径激光成像探测方法容易确保傍轴近似条件,理论上更符合实际。该系统不仅可用于观测受大气湍流影响的完整的远场激光光斑,通过定量化理论建模,还有望发展成为一种单端的大气光学湍流参数成像探测新技术。 展开更多

关键词 大气光学 折返路径激光传输 闪烁指数 微晶棱镜阵列 大气湍流 折射率结构常数

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大气折射率湍流结构系数C_n^2的观测试验 被引量：8

7

作者 张旭 周秀骥 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 1994年第1期19-26,共8页

以美国ＮＯＡＡ波传播实验室估算大气折射率湍流结构系数的模式为基础，经过数值试验和观测对比调试，给出了一个得到我国雷达测值验证的实用的估算模式．

关键词 大气折射 折射率 湍流 结构系数

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Shack-Hartmann波前传感器用于闪烁和相位起伏效应的同时测量 被引量：6

8

作者 苑克娥 朱文越 饶瑞中 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1659-1663,共5页

将每一个子孔径及相应的CCD面元作为一个光强探测系统,可以将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气闪烁效应的测量。分析了该测量方法的基本原理,并结合其波前探测的功能,在近地面水平1 km的湍流大气中,同时进行了闪烁和相位起伏的实... 将每一个子孔径及相应的CCD面元作为一个光强探测系统,可以将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气闪烁效应的测量。分析了该测量方法的基本原理,并结合其波前探测的功能,在近地面水平1 km的湍流大气中,同时进行了闪烁和相位起伏的实验研究。将闪烁测量得到的C2n与大口径闪烁仪测量的结果进行对比,发现两者的相关系数达0.838,验证了Shack-Hartmann波前传感器用于闪烁效应测量的可靠性。对闪烁和相位起伏效应得到的C2n的日变化进行了对比,结果表明,两者在变化趋势上具有较好的一致性;采用双对数坐标对两种结果进行相关性分析,发现两者的相关系数达0.798。这表明将Shack-Hartmann波前传感器用于闪烁和相位起伏效应的同时测量是可行的,拓展了该传感器的使用功能。 展开更多

关键词 大气湍流 Shack—Hartmann波前传感器 闪烁 相位起伏 折射率结构常数

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基于多普勒激光雷达的边界层内湍流参数估算 被引量：7

9

作者 靳翔 宋小全 +2 位作者 刘佳鑫 云龙 邵士勇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期164-173,共10页

2019年10月,使用相干多普勒测风激光雷达在深圳杨梅坑地区进行风廓线等观测。结合标准大气模型、温度日变化模型和地面气象站数据,估算了晴朗天气下边界层内大气折射率结构常数C_(n)^(2)和湍流动能耗散率ε。根据时间-高度垂直剖面,分... 2019年10月,使用相干多普勒测风激光雷达在深圳杨梅坑地区进行风廓线等观测。结合标准大气模型、温度日变化模型和地面气象站数据,估算了晴朗天气下边界层内大气折射率结构常数C_(n)^(2)和湍流动能耗散率ε。根据时间-高度垂直剖面,分析了时空变化特征,研究了各参数变化对C_(n)^(2)的具体影响。折射率结构常数C_(n)^(2)与垂直速度方差σ_(a)^(2)有较强的相关性,相关系数-般在0.7以上。在白天湍流充分混合发展的情况下,湍流动能耗散率ε与C_(n)^(2)相关系数一般达到0.5以上,C_(n)^(2)、σ_(a)^(2)及ε的相关性体现了湍流在水平和垂直两个方向变化的一致性。这表明在缺乏温度压强数据情况下,基于温度压强模型估算C_(n)^(2)是可行的。基于误差分析,温度梯度对C_(n)^(2)的贡献率达28.84%.温度对C_(n)^(2)的贡献率达30.12%,这要求在计算过程中尽量获取准确的温度廓线。结果对研究深圳地区地气系统能量、物质交换和天气变化等具有借鉴意义。 展开更多

关键词 大气光学 大气湍流 激光雷达 折射率结构常数 湍流动能耗散率

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新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数观测对比 被引量：7

10

作者 胡月宏 艾力.买买提明 +4 位作者 宗飞 霍文 王柯 何清 封双连 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2017年第6期1237-1239,共3页

利用大口径闪烁仪和QHTP-2型温度脉动仪对新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数进行对比观测。结果表明:两种仪器测量所得大气折射率结构常数具有较好的相关性,皮尔森相关系数达0.68。大口径闪烁仪所测结果符合新疆戈壁地区近地面大气... 利用大口径闪烁仪和QHTP-2型温度脉动仪对新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数进行对比观测。结果表明:两种仪器测量所得大气折射率结构常数具有较好的相关性,皮尔森相关系数达0.68。大口径闪烁仪所测结果符合新疆戈壁地区近地面大气湍流强度日变化特征,与温度脉动仪测量结果随时间变化趋势基本一致。两种仪器测量结果在数量级上存在的差异,可能是由测量原理、测量高度、大气稳定状态等因素造成的。 展开更多

关键词 大气光学 大气折射率结构常数 大口径闪烁仪 温度脉动仪

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一次弱天气背景下极端短时强降水过程的风廓线雷达分析 被引量：2

11

作者 张东方 张涛 +1 位作者 成青燕 韦玮 《高原山地气象研究》 2023年第3期99-105,共7页

基于风廓线雷达、多普勒天气雷达和分钟级自动气象站观测资料,分析了2022年8月3日成都一次极端短时强降水过程中水平风、垂直速度、大气折射率结构常数、低空急流指数和垂直风切变的演变特征,探讨了风廓线雷达对短时强降水天气的应用。... 基于风廓线雷达、多普勒天气雷达和分钟级自动气象站观测资料,分析了2022年8月3日成都一次极端短时强降水过程中水平风、垂直速度、大气折射率结构常数、低空急流指数和垂直风切变的演变特征,探讨了风廓线雷达对短时强降水天气的应用。结果表明:(1)此次极端短时强降水是在弱天气背景、本地水汽条件好的条件下,由低层东风脉动触发的降水效率极高的暖云降水。(2)风廓线雷达组网资料能够捕捉到大气环流中小尺度的变化,对本次短时强降水的发生及落区有较好的短临预报意义。(3)风廓线雷达测得的风场变化较降水发生时间更早,对降水预报有较好的指示价值。(4)垂直速度和大气折射率结构常数能够很好地反映降水的发生和结束。(5)低空急流指数和垂直风切变在降水发生前40 min出现明显增大。 展开更多

关键词 短时强降水 垂直速度 大气折射率结构常数 低空急流 垂直切变

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无线光通信中大气湍流噪声测量研究

12

作者 柯熙政 廖志文 +2 位作者 梁静远 王瑞 丁德强 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期225-236,共12页

光信号的强度闪烁、光斑漂移、光束扩展、到达角起伏等大气湍流现象会影响光信号在大气中的传输性能。本文将这种闪烁效应看作是光通信系统传输中的乘性噪声,推导了大气湍流乘性噪声模型,并进行了实验测量研究。结果表明:按照晴天、雾... 光信号的强度闪烁、光斑漂移、光束扩展、到达角起伏等大气湍流现象会影响光信号在大气中的传输性能。本文将这种闪烁效应看作是光通信系统传输中的乘性噪声,推导了大气湍流乘性噪声模型,并进行了实验测量研究。结果表明:按照晴天、雾霾天、雪天、小雨天、中雨天、大雨天及阴天的顺序,湍流乘性噪声对光通信的通信质量影响加剧,大气折射率结构常数逐渐增大,噪声信号的偏斜度与陡峭度随之增加,导致光强信号的衰落概率变大;同时随着信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)的增大,系统的中断概率逐渐减小;而在相同的SNR下,中断概率随着大气折射率结构常数的减小而减小。研究大气湍流噪声对无线光通信系统的影响具有重要的意义,它为大范围、高速的无线光通信技术带来重要的技术突破,对无线光通信技术的发展起到重要的作用。 展开更多

关键词 无线光通信 乘性噪声 大气折射率结构常数 中断概率 衰落概率

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基于风廓线雷达产品的冰雹过程分析

13

作者 李源 杨哲 +2 位作者 徐文隆 吕林静 陈胜远 《安徽农业科学》 CAS 2024年第8期187-191,共5页

利用贵州省威宁县气象局的风廓线雷达基础数据及其二次开发产品、雨量站和MICAPS的实况数据,对2019年6月11日发生在威宁本站的一次冰雹大风天气过程进行综合分析。结果表明:水平廓线产品可反映出冷暖平流的时空变化及垂直分布,更早探测... 利用贵州省威宁县气象局的风廓线雷达基础数据及其二次开发产品、雨量站和MICAPS的实况数据,对2019年6月11日发生在威宁本站的一次冰雹大风天气过程进行综合分析。结果表明:水平廓线产品可反映出冷暖平流的时空变化及垂直分布,更早探测冷空气入侵、风场切变情况及低空急流强度;大气折射率结构常数和垂直速度可以指示降水的发生、持续时间及降水强度情况;强降水发生前有较强风垂直切变,降水过程中风垂直切变值整体大于0.2 s^(-1),风垂直切变的增强会引起垂直速度和地面大风的增大;若以大于15 dBZ和小于10 dBZ为降水的起止标志,风廓线雷达反射率因子较其他产品可以更清晰地指示降水的开始和结束。 展开更多

关键词 冰雹 风廓线 雷达产品 低空急流 垂直速度 风垂直切变 大气折射率结构常数

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利用超声风速仪阵列估算近海面光学湍流强度 被引量：1

14

作者 张昊镓 孙刚 +6 位作者 朱黎明 张汉九 马学宾 胡晓丹 张梓晗 刘颖 李学彬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期33-40,共8页

在中国南部热带海域,基于超声风速仪阵列测量的大气三维风速可计算得到速度结构常数C^(2)_(n),结合折射率梯度可计算得到折射率结构常数C^(2)_(n),其中温度和湿度对C^(2)_(n)的影响是通过折射率梯度体现。将超声单点虚温估算方法的计算... 在中国南部热带海域,基于超声风速仪阵列测量的大气三维风速可计算得到速度结构常数C^(2)_(n),结合折射率梯度可计算得到折射率结构常数C^(2)_(n),其中温度和湿度对C^(2)_(n)的影响是通过折射率梯度体现。将超声单点虚温估算方法的计算结果作为标定,与本研究的超声风速仪阵列估算方法的144次计算结果进行相关性分析,得到平均相关系数为0.85,最高可达0.99,最低为0.71;通过误差分析,可得平均|Δlg C^(2)_(n)|为0.3。研究表明:超声风速仪阵列能够捕捉高频光学湍流效应的变化情况,利用超声风速仪阵列估算近海面光学湍流强度可以从风速、湿度、温度等不同方面分析湍流效应,实现在无人值守情况下对光学湍流的连续、长期的全天候观测。 展开更多

关键词 大气光学 光学湍流 超声风速仪 风速结构常数 折射率结构常数

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利用多源测量数据实时估算整层大气光学湍流

15

作者 耿丹 朱文越 +3 位作者 彭进先 罗金鹏 青春 刘强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期234-241,共8页

综合利用微波辐射计、风廓线雷达、自动气象站、温度脉动仪及历史探空资料等多源测量数据可实时估算整层大气光学湍流。本文通过构建实时大气参数廓线,计算边界层高度,在边界层和自由大气层分别采用指数递减模式和Dewan外尺度模式估算... 综合利用微波辐射计、风廓线雷达、自动气象站、温度脉动仪及历史探空资料等多源测量数据可实时估算整层大气光学湍流。本文通过构建实时大气参数廓线,计算边界层高度,在边界层和自由大气层分别采用指数递减模式和Dewan外尺度模式估算大气折射率结构常数(C_(n)^(2))廓线,拼接后积分实现了大气相干长度(r_(0))的实时估算,并与相干长度仪实测r_(0)进行了对比。通过误差分析可知,r_(0)的模式估算值与实测值在大气层结不稳定状态均方根误差最小,相关性较好,在稳定和近中性状态均方根误差较大,相关性较差,尤其在近中性状态均方根误差最大。研究结果表明,利用多源大气测量数据,采用分层估算的方法实时估算整层大气光学湍流是可行的,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 大气与海洋光学 大气湍流 多源测量数据 大气湍流模式 折射率结构常数 大气相干长度

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基于新疆南山实测大气相干长度和等晕角的大气折射率结构常数反演计算

16

作者 曹玉玺 姚海峰 +4 位作者 张恒 张雷 常帅 佟首峰 陶小可 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第21期132-140,共9页

大气折射率结构常数C^(2)_(n)是反映湍流强度变化状况的重要大气参数。针对反演C^(2)_(n)时所需初始输入数据多、未运用单一类型数据反演的问题,提出一种以整层大气相干长度r_(0)和整层大气等晕角θ_(0)数据为输入反演C^(2)_(n)的新方... 大气折射率结构常数C^(2)_(n)是反映湍流强度变化状况的重要大气参数。针对反演C^(2)_(n)时所需初始输入数据多、未运用单一类型数据反演的问题,提出一种以整层大气相干长度r_(0)和整层大气等晕角θ_(0)数据为输入反演C^(2)_(n)的新方法。基于广义的Hufnagel-Valley(HV)湍流模型,推导出r_(0)和θ_(0)之间的理论关系式,以新疆南山实测的r_(0)和θ_(0)数据为基础,反演计算得到广义HV模型的七个参数进而计算出C^(2)_(n)廓线,再将七个参数值代入推导出的r_(0)、θ_(0)理论关系式计算出单日θ_(0)值。仿真计算结果表明,拟合出的平均C^(2)_(n)廓线和单日C^(2)_(n)廓线,其变化趋势与香河模型相比,一致性较好,吻合度较高;单日计算θ_(0)值与实测θ_(0)值之间的日相关系数平均值达到了81.95%,最高达87%。该结果验证了所提方法的可行性,为研究C^(2)_(n)廓线的反演提供了参考。 展开更多

关键词 大气光学 大气湍流 大气折射率结构常数 大气相干长度 等晕角

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多高斯-榭尔光束通过强湍流对光强闪烁的影响 被引量：4

17

作者 刘维慧 吴健 《应用光学》 CAS CSCD 2005年第1期25-28,共4页

在 Rytov方差的基础上 ,利用Andrews的唯像闪烁模型 ,推导出部分相干光通过强大气湍流后的对数光强起伏方差 ,并在此基础上进行了仿真。结果表明 ,当光源的相干性变差 ,即变为部分相干光后 ,对数光强起伏方差变小 ;当采用多束部分相干... 在 Rytov方差的基础上 ,利用Andrews的唯像闪烁模型 ,推导出部分相干光通过强大气湍流后的对数光强起伏方差 ,并在此基础上进行了仿真。结果表明 ,当光源的相干性变差 ,即变为部分相干光后 ,对数光强起伏方差变小 ;当采用多束部分相干光通过大气湍流时 ,接收面上光强起伏方差得到明显改善 ,并且光束越多 ,改善越明显 ,但利用部分相干光通信时传输距离受限制。所以 。 展开更多

关键词 强湍流 部分相干 对数光强起伏方差 折射率结构常数 内尺度

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一种基于超短基线干涉仪的大气湍流参数测量算法 被引量：4

18

作者 孙方 刘泽军 +3 位作者 周育锋 杜兰 王宏 朱庆林 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期590-596,共7页

目前,对流层大气湍流造成的随机变化的相位误差已严重影响了高频段深空测控通信系统的工作性能.为了量化湍流强度,基于超短基线干涉仪系统接收的地球同步卫星信号,统计信号干涉相位的标准偏差,结合经典的Kolmogorov-Obukhov"2/3&qu... 目前,对流层大气湍流造成的随机变化的相位误差已严重影响了高频段深空测控通信系统的工作性能.为了量化湍流强度,基于超短基线干涉仪系统接收的地球同步卫星信号,统计信号干涉相位的标准偏差,结合经典的Kolmogorov-Obukhov"2/3"扰动理论和随机场理论建立了大气湍流参数计算模型,实时获取表征湍流强度的物理量:大气折射率结构常数Cn^2.分别在郑州、杭州进行了连续多天的晴天、雨天相位观测试验,利用试验数据计算Cn^2,并利用气象探空数据经验模型进行了验证.试验数据计算结果显示:Cn^2在郑州晴天的正午前后要明显高于早晨和傍晚,而在杭州雨天则没有明显的规律性.Cn^2在10^-15~10^-13的数量级范围变化,与经验模型计算的结果相吻合,验证了算法的合理性和准确性. 展开更多

关键词 干涉仪 干涉相位 大气折射率结构常数 大气湍流 深空探测

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基于改进粒子群算法拟合大气光学湍流廓线模式的研究 被引量：3

19

作者 冯克涛 李晓毅 +5 位作者 钱璇 吴乐华 郑鹤 陈谋 李梦如 刘博 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第5期73-84,共12页

提出一种改进自适应粒子群算法并将其应用于大气光学湍流廓线模式的拟合研究。为提高粒子群算法的寻优速度,避免陷入局部最优,提出一种改进的自适应粒子群算法。采用当前粒子与全局最优位置的距离来调控惯性权重系数,进行非线性自适应变... 提出一种改进自适应粒子群算法并将其应用于大气光学湍流廓线模式的拟合研究。为提高粒子群算法的寻优速度,避免陷入局部最优,提出一种改进的自适应粒子群算法。采用当前粒子与全局最优位置的距离来调控惯性权重系数,进行非线性自适应变化;采取对称线性变化思想设计自我学习因子和社会学习因子,实现了各阶段寻优重点的自适应改变。把改进的自适应粒子群算法引入到求解阿里地区广义Hufnagel-Valley湍流模式中,拟合得到该地区早晚和四季的湍流模式廓线。仿真表明,本文算法的判定系数均在0.997以上,这与探空获得的统计平均廓线保持一致。对比其他自适应粒子群算法,本文算法的收敛精度基本一致但速度更快。本研究为基于Hufnagel-Valley湍流廓线模式拟合提供了新方法。 展开更多

关键词 大气光学 大气折射率结构常数 湍流廓线模式 改进的粒子群优化算法

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基于卡尔曼滤波的高精度温度脉动仪设计

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作者 黎一宏 常帅 +1 位作者 张恒 步宏坤 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2023年第6期77-82,共6页

对温度脉动仪设备进行改进设计,使用卡尔曼滤波算法对温度脉动仪测温电路采集到的电压值进行滤波处理,减小设备的测量噪音,提高测量的精确度。经实验验证,滤波后的温度脉动仪设备噪音减小到0.001 K范围以内,较滤波前降低50%,降噪效果良... 对温度脉动仪设备进行改进设计,使用卡尔曼滤波算法对温度脉动仪测温电路采集到的电压值进行滤波处理,减小设备的测量噪音,提高测量的精确度。经实验验证,滤波后的温度脉动仪设备噪音减小到0.001 K范围以内,较滤波前降低50%,降噪效果良好。加入卡尔曼滤波算法后,温度脉动仪对大气折射率结构常数进行测量时毛刺明显降低,数据精度提升。使用研制的温度脉动仪对长春地区冬季的大气折射率结构常数进行全天检测,给出了大气折射率结构常数特性曲线。 展开更多

关键词 温度脉动仪 卡尔曼滤波算法 大气湍流 大气折射率结构常数

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