天体射电蒙气差的一种计算方法

本文主要讨论利用射电进行对测天体确定天体在天球上的位置,或通过观测射电天体进行天文定位时,需要考虑大气折射的影响,并给出了观测天体射电的蒙气差ρ理论计算和修正方法。     

异常海洋大气折射环境对红外与微波传输的影响

研究了海上异常折射环境对于雷达微波和远红外波段的影响,利用近海面大气折射环境数值模型以及福建平潭和西沙永兴岛的海洋环境观测数据对两个波段进行了对比,着重分析了雷达出现负折射、蒸发波导、表面波导以及悬空波导时红外波段大气折射环境的差异性。结果表明,红外波段容易受到温度因素的影响,而微波波段受水汽(或湿度)影响的程度更大;当雷达微波出现负折射时,红外波段却出现“波导“特征,但强度和厚度较弱;当微波出现大气波导时,红外波段显示为负折射特征。该项研究可为复杂海洋大气环境下两种探测系统的优化配置以及海洋环境对舰载光电探测系统的影响研究提供科学参考。     

红外星表在地基红外辐射测量系统中的应用

国内已知的红外星库数量有限,辐射照度、覆盖波段范围小,分布密集度低,无法满足现有地基红外辐射测量系统天文标定的需要。根据系统的探测波段考察并选取IRAS、2MASS、WISE、AKARI 4个全空域巡天计划及其生成的红外星表。综合考虑大气弥散、大气衰减的影响,分析计算系统在短波红外1~3 m、中波红外3~5 m、长波红外8~10 m的极限探测能力及在对应点源星表中的最低可探测的星等。搜索选取可供系统观测的恒星,结果显示在短波选取4 599个恒星目标,中波选取125个恒星目标,长波选取1个恒星目标,为我国现有地基红外辐射测量系统天文标定及红外星表进一步应用提供理论依据。     

天文定位中的蒙气差修正方法研究

天文定位中的蒙气差修正直接影响定位精度。本文研究现有的各种蒙气差修正方法，包括普尔科沃大气折射模型、《航海表》平均蒙气差表、《中国天文年历》蒙气差修正表，以及UNSW932模型。在讨论上述蒙气差修正方法的基础上，重点进行蒙气差修正结果的对比分析。研究结果对于提高天文定位蒙气差修正的精度，实现蒙气差修正的自动化，具有一定的参考价值。     

空间天文光电成象探测器

由于地球大气的吸收作用,地面天文观测接收不到波长短于3100埃的天体辐射。近二十年来,随着宇宙航行的蓬勃发展,空间天文学及其相应的探测器技术也同时得到了     

红外波段地球辐射特性的试验研究

地球辐射的范围包括可见光、近红外、中红外、热红外多个波段,不仅与地物的辐射和反射有关,更涉及到太阳辐射、大气传输等多方面,因此各个领域分别从不同的应用角度对其展开了广泛研究.本文首先分析了地球辐射的特点及国内外研究现状,说明了研究地球辐射特性的重要性;然后以截取的某试验数据作为研究对象,主要对近红外波段和中红外波段的地球辐射测量数据进行了研究和分析;通过Modtran仿真软件进行理论计算并与测量数据进行了对比;最后总结了此次观测试验研究的意义以及提出了下一步的计划.     

基于卡尔曼滤波器的天体参数测量与计算

在天文导航或利用天文定位对惯性导航系统进行校正时，均要涉及到天体的测量，其中最为主要的有：天体高度测量和天体赤纬的预报与测量。本文给出了基于卡尔曼滤波方法上的天体测量参数的测量与计算，这在一定程序上提高了在天文导航计算中原始数据的可靠性，为后续定位与定向计算提供了可靠的数据源信息。     

基于PXA270的移动天文观测系统设计

针对目前天文观测系统的局限和不足,在基于Intel PXA270和Linux环境下设计了一套新的移动天文观测系统.采用一种特殊的求天体视位置的算法,实现了天体的高精度定位.用户可通过简单的点击操作使天文望远镜自动转向欲观测的星球,应用数字化视频采集技术将观测的对象显示在屏幕上,并对图像进行实时处理,增强了观测效果.最后给出了实测数据,通过数据可以判断该系统与其他系统相比具有精度高,误差小,观测效果好等优点.     

地基大气背景红外光谱辐射特性测量

用傅里叶变换红外光谱辐射计(FTIR)在地面测量了较高分辨率(1 cm-1)下的大气向下背景光谱辐射,获得了长波红外5~14μm波段的大气背景辐射光谱。研究了大气背景红外光谱辐射与整层大气透过率的关系。从实验数据中研究了不同波段大气背景辐射随观测天顶角的变化。结果表明:地基大气向下的长波背景辐射亮温随着整层大气透过率的增大而减小;大气背景辐射随观测天顶角增大而增大;在大气窗口区,大气背景辐射随观测天顶角变化较快,在强吸收波段,大气背景辐射随观测天顶角几乎不变化。     

异常海洋大气条件下红外与微波折射特征差异研究

研究了海上异常折射环境对于雷达微波和远红外波段的影响,利用近海面大气折射环境数值模型以及福建平潭和西沙永兴岛的海洋环境观测数据对两个波段进行了对比.结果表明,当雷达微波出现负折射时,红外波段却出现"波导"超折射特征,但强度和厚度较弱;当微波出现大气波导时,红外波段多为负折射特征.该项研究可为复杂海洋大气环境下两种探测系统的优化配置以及海洋环境对舰载光电探测系统的影响研究提供科学参考.     

机载星敏感器成像的仿真技术研究

根据天文导航的基本原理,综合考虑了星敏感器自身噪声、星云星团、大气折射、大气扰动和气动、地球遮挡等因素对机载星敏感器成像的影响,实现了复杂环境下的星光在机载CCD星敏感器上的成像仿真。在仿真过程中,重点考虑了大气折射的影响,分析了载体在大气层内飞行时星光角距、载体姿态和折射角之间的关系,推导了星敏感器成像点位置偏移的计算公式,为进一步研究机载天文导航技术打下了基础。     

球面分层大气中射线传输轨迹的精确计算

给出了球面分层大气中确定射线传输轨迹的理论和数值计算方法。从Snell定律出发,利用球面坐标系中二维曲线的曲率方程,讨论了各种入射条件下射线的传输路径与大气折射指数分布之间的函数关系。数值地给出了球面分层大气中视距传输和反射传输时射线的仰角、轨迹长度、有效反射区等参量与大气折射指数梯度的关系,并和均匀大气中的射线传输进行了比较。     

激光在大气传输中的损耗和折射

激光束在大气中的损耗和折射是激光大气通信等实验研究的重要课题,以射线理论和数值计算为基础,给出了激光束在大气传输中的损耗和折射的求解方法,得出了相关的数学表达式,同时对不同的方法作了简单的比较。     

基于射线描迹法微分形式的大气折射误差修正方法研究

大气折射误差是影响各类无线电系统同步、跟踪、导航、定位精度的一个主要误差源。射线描迹法利用几何光学原理可以实现对该误差的精确修正。针对传统射线描迹法无法处理异常大气折射误差修正的问题,该文推导了射线描迹法的微分形式,并基于此提出适用于任意大气的折射误差修正方法。选取某地面测控站对目标的跟踪数据,验证了所提方法的可行性。此外,利用该方法对比分析了蒸发波导环境和标准大气环境对大气折射误差的影响。结果表明:完全陷获在蒸发波导内部的电波引入的大气折射误差是最显著的。所提方法为提高无线电系统在任意大气环境下的测量精度提供一种新的技术支持。     

大气折射引起的雷达定位误差模型

大气折射引起的雷达定位误差是限制雷达精度进一步提高的关键因素之一.针对目前只给出雷达测量参数的折射误差,不能明显给出实际应用中所需要的目标位置偏移误差现状.通过采用我国大气折射率的统计模型和目前公认的高精度的电波折射误差修正方法一射线描迹法,对大气折射引起的雷达定位误差进行了目标位置偏离的计算和拟合,建立了大气折射引起雷达测量目标的位置偏移误差模型,从而为雷达实际使用和精度评估奠定基础.     

白天天体光谱偏振成像技术及实验研究

为了解决白天天体观测能力受限问题,采用光谱偏振成像技术,并结合天空背景偏振态实时测量方法,显著降低大气散射影响,将提高白天强背景下天体探测信噪比和对比度.讨论了针对天空强背景下天体光谱偏振成像探测原理,介绍了相关实验系统,开展了白天恒星光谱偏振成像实验研究,获得了星等为6.33的恒星目标实验结果,并与光谱强度图像进行了对比.实验结果表明了使用光谱偏振成像能够明显改善天体探测对比度,证明了光谱偏振成像技术能够很好地应用于白天天体天文观测研究.     

雷达方位角折射误差修正方法研究

要进一步提高雷达系统的测量定位精度,除了尽力提高硬件精度和优化数据处理方法外,大气环境对雷达测量精度的影响必须考虑。目前进行的雷达电波折射误差修正,几乎都是建立在假设大气在水平方向均匀的条件下,认为雷达测量的方位角无折射误差,其对于下垫面均匀的平坦地区是可行的,但下垫面复杂地区方位角的折射误差必须修正。文中通过利用差分方法求解任意大气层中的射线方程,得到了实用的单脉冲雷达方位角的折射误差修正方法。     

大气折射对空地卫星光通信链路影响的研究

卫星光通信被认为是解决卫星通信高码率“瓶颈”问题的唯一途径。但是在空地光通信系统中 ,由于大气温度与大气压强的随机变化 ,导致大气折射率不再是常数。当激光在大气中传输时 ,由于折射的影响 ,光束不再沿直线传播 ,而是按折射定律产生折射效应。这就使得光束到达卫星站 (或地球站 )时偏离了原来的位置 ,影响系统的通信性能。同时由于湍流的存在 ,它又会产生一些湍流效应。本文在此基础上给出了大气折射率模型 ,并由大气光路方程得出在空地卫星通信系统中 ,光束在整个大气中的传输特性。它是研究空地卫星光通信中的大气折射的重要课题     

天体对太阳敏感器的测姿影响及其防护措施

姿态控制系统是卫星得以持续正常工作的保证。太阳敏感器在轨道运行时,容易受到天体的干扰而引起卫星姿态异常。简要介绍了太阳敏感器的工作原理。分析了天体对太阳敏感器的干扰情况。分析表明,敏感器受天体的干扰影响,与天体反射太阳光和入射太阳光在太阳敏感器位置的辐照比值有关。最后,针对可能存在的干扰,提出了相应的防护措施。