大气相干长度测量实验与分析

大气相干长度是对大气湍流介质进行定量描述的重要参量之一。介绍光强闪烁法和到达角起伏方差法反演大气相干长度两种不同测量方法。在相距893m的水平路径上进行激光大气传输实验,每隔10分钟对数据进行采样,计算出光强闪烁指数和到达角起伏方差。在弱湍流情况下,利用光强闪烁指数和达到角起伏方差反演大气相干长度。实验结果表明两种测量方法存在一定差异,但总体趋势保持一致,但秋季与夏季的趋势不一致,并对两种测量方式产生误差的原因进行了分析。     

考虑内尺度效应时光波闪烁的斜程传输研究

根据修正Rytov方法和随高度变化的ITU-R湍流大气结构常数模型，研究了湍流大气中光波传播的斜程问题，在非零内尺度湍流谱模型下，得到了平面波和球面波入射时从弱起伏湍流区到强起伏湍流区斜程闪烁指数随斜程Rytov方差的变化规律，最后讨论了闪烁指数随天顶角的变化情况。     

Rytov近似法在闪烁效应中的应用与改进

利用Rytov近似法和湍流大气中高斯波束的传输理论,针对湍流大气中水平传输的主动探测激光,建立了其单程传输到达目标端接收平面的闪烁指数模型,对模型进行改进使其适用于强湍流的大气条件,并对数值仿真的结果进行实验验证。结果表明,改进后的模型更符合实际传输情况,传输距离、湍流强度等因素都会影响闪烁指数的变化,数值模拟与实验测量的结果在变化趋势上有较好的吻合。但由于系统本地噪声、探测器散粒噪声和背景噪声等随机因素的存在,使实测结果略大于数值模拟结果。     

湍流大气中的光波闪烁研究

根据湍流大气弱起伏区中的经典Rytov解,利用修正的湍流谱,将光波的强度起伏看成是由小尺度湍流起伏乘以大尺度湍流起伏的调制所决定的,在非零内尺度湍流模型下,得到了平面波和球面波入射时从弱湍流区到强湍流区闪烁指数随Rytov方差的变化规律。最后讨论了零内尺度模型下归一化强度协方差函数随湍流强度的变化情况。     

激光大气传输相干长度实验研究

通过激光水平大气传输实验,对接收的光强闪烁和光斑尺度特征进行记录。在强湍流条件下,利用光强闪烁计算出大气折射率结构常数Cn2,并以此反演大气相干长度r0,从而计算出光斑尺度;通过与实际测量得到的等效光斑尺度进行对比分析发现：二者存在一定偏差,在rn小于O．055m的条件下相差大约200μm2,但是其量级和时间变化趋势上基本一致,分析了误差产生的原因。     

脉冲激光在3种大气模型下传输的热晕与湍流效应研究

基于中纬度地区夏季、冬季、热带地区3种大气模型下的实验数据,通过最小二乘法拟合,分别得到了大气的吸收系数随海拔高度变化的函数式,建立了序列脉冲激光在地对空传输的热晕和湍流效应模型,编写了四维程序.通过数值分析的方法,定量地研究了这3种大气模型下的热晕和湍流综合效应.结果显示:高功率脉冲激光束在热带地区传输的热晕和湍流效应比中纬度地区强烈;脉冲激光在夏季传输的热晕和湍流效应要比冬季强烈.     

斜程传输中光波的闪烁问题研究

将修正的Rytov方法推广应用于研究斜程传输问题,推导了平面波和球面波斜程传输时的闪烁指数,并根据ITU-R湍流大气结构模型,对平面波和球面波在不同传播高度、近地面风速、近地面大气结构常数、零内尺度以及非零内尺度下的闪烁指数进行了理论据导,做出了具体的数值分析.研究结果表明,斜程传输在弱起伏情况下,利用修正Rytov方法得到的结果与经典Rytov方法结果基本上是一致的.但随着天顶角的增大,传播距离的增加,闪烁强度的表现结果有所不同,这时的经典Rytov方法也将不能适用.同时,采用修正的Rytov方法对平面波和球面波斜程传输的闪烁问题研究的方法,可以推广应用于波束波的闪烁问题研究中.     

大气闪烁对激光信号检测的影响

激光在大气信道中传输时,会受到大气闪烁的影响,从而造成激光检测系统性能不稳定。文中对大气信道中大气闪烁效应对激光信号检测的影响作了初步的分析和计算,并给出了在一定大气湍流条件下激光检测相应的变化。     

大气湍流参数对图像退化效果影响的研究

对远处目标进行观测时,大气湍流是影响成像质量的主要因素,使得观测到的目标图像是严重抖动和模糊的。研究几种大气相关参数对图像退化的影响,总结了影响图像退化的主要的大气湍流相关参数,对退化图像的特征进行了分析。采用包含湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及成像系统退化函数的改进的Kolmogorov谱湍流退化模型,该模型引入更完整的先验约束条件,更接近于大气湍流的物理特性。通过该退化模型对大气湍流相关参数进行仿真研究,对图像退化进行理论描述,总结了对图像退化影响的主要的大气相关参数。对进行湍流相关参数的测量和湍流退化图像校正的复原算法的研究具有重要意义。实验结果表明大气相干长度和格林伍德频率是影响图像退化主要的大气湍流相关参数。     

基于球泡模型的大气湍流光束漂移Monte Carlo模拟

大气湍流光束漂移会降低大气光通信系统的性能.把大气湍涡建模为三维空间中随机分布的空气球泡,其折射率和尺寸分别服从正态分布和均匀分布.使用Monte Carlo方法,根据几何光学理论分析光线在球泡中及球泡之间传播时的三维轨迹,并计算在接收面上光线偏离真空传播时的到达点的距离.最后通过模拟大量光线的传播,统计得出不同大气参数和传播距离条件下的光束漂移半径均方值.对比Monte Carlo模拟结果和理论计算结果,发现二者之间具有一致性.     

煤的电导率随地应力变化关系的研究

从理论上对煤的导电性及其影响因素进行分析，研究得出了煤的电导率随地应力变化的函数关系；在实验室利用专门研制的实验装置通过测定不同煤在承受不同的应力时的电导率值，得出了煤的电导率与地应力之间的变化关系．实验与理论研究的结果相吻合，从而为利用电磁波透视法预测煤层突出危险性技术的研究奠定了基础．     

煤的电导率随地应力变化关系的研究

从理论上对煤的导电性及其影响因素进行分析,研究得出了煤的电导率随地应力变化的函数关系;在实验室利用专门研制的实验装置通过测定不同煤在承受不同的应力时的电导率值,得出了煤的电导率与地应力之间的变化关系.实验与理论研究的结果相吻合,从而为利用电磁波透视法预测煤层突出危险性技术的研究奠定了基础.     

Relationship between Environmental Pollution of Coal Mine and Spectral Characteristics of Nearby Plants

Remote sensing technology, as the most advanced method for collecting data, along with the common ways often used in the past on research of environmenal science, was integrated to study the relationship between environmental pollution of coal mine and spectral characteristics of nearby plants. With compositive index and mean refiectivity at near infrared, a regression equation was established, and a conclusion was made that spectral reflectivity can be used to distinguish regions with different pollution degree. Through testing with real status of the research region, it is verified that this kind of integration and conclusion not only are helpful for human being in controlling the movement law of pollutants and the corresponding change of coal mine environmental quality, but also bring a new way for the research of environment problems of coal mine.     

嫩江流域径流的大气环流影响及其敏感性分析

以敏感性分析为理论基础,定义了径流过程(因变量)依大气环流因子(自变量)的敏感度,并采用BP算法来识别大气环流因子对径流过程的耦合作用,从而完成因变量与自变量之间映射关系的识别。结合嫩江流域20世纪50年代以来的历史资料,计算出径流依大气环流因子的敏感度,最终评价出影响嫩江流域径流过程的关键性大气环流因子为极涡面积和强度指数、中纬度环流指数和青藏高原环流指数等3大类,该评价结果符合嫩江流域的水文气象规律。     

桂林地区L-波段电离层闪烁初步统计分析

利用2007年1月至2008年6月桂林地区GPS电离层闪烁监测仪的数据,分析L-波段电离层闪烁的特征,包括夜间幅度闪烁的逐日变化和闪烁活动随地方时的变化.初步统计分析结果表明:2007年1月至2008年6月期间,桂林地区的夜间闪烁活动比较平静,S4>O.2的闪烁很少发生;2008年上半年的白天幅度闪烁活动比较频繁,其持续时间可达效小时.     

基于期望最大化的随机光信号最大似然检测算法研究

由于大气中存在各种微粒分子,无线激光通信系统经过大气信道后,受到大气湍流中光强闪烁现象引起的光强起伏的影响,引起激光功率的损失,最终导致在接收端接收的激光信号的强度忽高忽低,影响信号检测的精度。为了抑制光信号的起伏带来的影响,通常需要采取性能高的检测算法,研究了基于期望最大化迭代算法的最大似然检测算法,实验证明,该算法可以有效地进行信号检测,提高了信号检测的精度;且计算复杂度比最大似然序列检测大大降低,有着较高的实用性。