辐射特性测量大气传输修正研究:大气辐射传输模式和关键大气参数分析

工作于大气中的光电测量（或遥感）设备接收的目标辐射信号受大气衰减和大气背景辐射影响。大气传输修正是目标辐射特性测量的一个重要环节。介绍了目前国际上实用的大气辐射传输计算模式及影响大气传输的重要大气光学参数的探测方法。对影响红外波段大气传输的重要大气光学参数作了分析,论证了辐射测量大气传输修正系统必须测量的大气参数。     

高分辨率大气传输模型FASCOD2

本文介绍了高分辨率大气传输模型ＦＡＳＧＣＯＤ２，详细了讨论了模型的特点，进行了不同大气传输模型的比较，作为ＦＡＳＣＯＤ２的一个应用实例，计算了碘激光大气透过率并与实验测量资料作了比较，给出典型大气状况下水平传输和斜程传输的大气精细光谱结构的计算结果，提出了在农村气溶胶模式情况下利用常规气象资料求取碘激光大气透过简便方法。     

THz辐射大气传输研究和展望

THz辐射在大气中的传输特性是THz波空间通信、大气科学及遥感检测等空间应用的基础,掌握不同温度、高度、湿度和压力等条件下THz频段大气透过率窗口的位置和宽度对于促进该频段的应用具有重要意义。本文分析了THz辐射大气传输的研究概况,包括大气传输的基本原理,辐射传输方程的推导以及对各类THz辐射大气传输模型的比较,并指出尚待解决的问题,最后对THz辐射大气传输研究给出若干建议和展望。     

大气短波辐射传输之辐射函数的改进

改进了大气短波辐射传输之辐射函数的定义,将大气散射相函数与大气单次散射反照率之积随高度的变化包括在内．对改进型辐射函数（ＩＲＦ）的性质进行了较深入的研究,其中包括：各次散射光强与ＩＲＦ的关系,ＩＲＦ的解析递推公式,高价ＩＲＦ与零阶ＩＲＦ的解析关系,以及ＩＲＦ关于光学厚度的幂级数等．     

大气传输对中长波红外辐射衰减分析

红外辐射在进入导引头探测视场之前经过大气传输的消光作用,尽管在大气透过率较高的3～5μm以及8～12μm,大气传输带来的影响仍旧不能忽视,本文综合试验经验,确定影响传输的主要因素,结合MODTRAN软件,对于主要影响参数的影响作用进行分析评估,建立关系曲线,分析不同参数对红外辐射大气传输影响的变化规律,为后续导引头极限条件下使用和性能参数研究打下基础.     

大气参数模式及其在辐射大气传输计算中的应用

大气辐射传输的计算精度在很大程度上依赖于大气参数的精度。建立局地的大气参数模式在光电工程的大气传输计算中将有重要应用。利用目前可获得的探空数据、卫星观测数据、地面站点的观测数据初步建立了我国不同地域的大气参数模式,包括地面至120 km高度的温度、湿度、气压的逐日、逐月、逐年高度分布廓线、地面能见度的月平均分布,覆盖我国91个气象探空台站。并把这些大气参数模式用在通用大气辐射传输计算软件（CART）中计算大气透过率和大气背景辐射。文中展示了5个台站的大气参数时空分布以及用CART计算的大气窗口波段的透过率、大气热背景辐射逐月分布及其在我国地域的空间分布。     

目标红外辐射双色双值的大气传输研究

空中目标的红外辐射在大气中传输时，大气以及大气的气溶胶会对红外辐射产生吸收和散射，从而造成红外辐射的衰减。大气对红外辐射的衰减程度可以用消光系数来描述，波长不同，消长系数也不同。红外系统测量到的目标红外辐射的双色比值也会随目标距离变化而变化。由测量到的目标在两个波段的红外辐射，通过一定的信号处理手段，可得出目标的距离、双波段红外辐射能量、红外双色比值等信息，以此对空中目标的识别和定位。推导了利用大气消光系数获取空中目标距离信息和红外辐射信息的公式，画出了典型空中目标双色比值的大气传输图。     

基于Monte Carlo大气辐射传输模型的Ring效应模拟

Ring效应描述了由于大气的转动Raman散射导致的太阳夫琅禾费线变弱的现象,这种现象受气溶胶光学性质的影响,因此可以通过模拟Ring效应反映气溶胶状况。采用合适的大气参数带入模型,计算总光子中发生转动Raman散射的光子数的概率来衡量Ring效应的强度,并将模拟计算的Ring强度结果和MAX-DOAS系统实测的Ring效应强度进行对比,得到了较好的一致性。结果表明,通过大气辐射传输模型模拟计算Ring效应具有快速特点,在未来的工作中将结合MAX-DOAS技术,利用Ring效应模拟反演大气气溶胶状况。     

基于大气辐射传输模型的地物偏振反射率反演方法

提出一种基于大气矢量辐射传输模型的地物偏振反射率反演方法.利用辐射传输模型,建立地表反射率、观测条件与传感器入瞳处辐亮度偏振态的查找表,再进行查找表反查及数值计算,完成偏振反射率反演.验证实验表明,典型地面目标物的偏振反射率反演精度可达到90%.     

利用MODIS数据计算北京地区的气溶胶直接辐射强迫

气溶胶通过吸收和反射太阳辐射直接影响地-气系统的辐射平衡.随着技术和反演算法不断改进,以卫星遥感气溶胶为基础,计算气溶胶直接辐射强迫成为可能.基于MODIS气溶胶和地表反照率数据集,结合MODTRAN辐射传输模式,计算北京地区2004～2009年气溶胶直接辐射强迫,并将计算结果与AERONET结果对比,证明了利用该方法...     

一种改进的辐射传输计算方法

精确、快速计算辐射传输一直是大气辐射学中的一个重要研究课题。我们在Knut Stamnes的离散纵标法（1988）[1]的基础之上,提出了一种辐射传输四流近似计算方法。该算法可以得到一个解析解,并且通过作数值计算,可以看到本算法的计算精度是令人满意的。     

利用大气-海洋系统辐射传输模拟水色遥感信息量的变化特性

本文在大气辐射传输理论和三分量水色模型的基础上完善了大气一海洋系统辐射传输计算模型,并利用此模型对离水辐射率等基于水色的遥感信息量变化特性进行了数值模拟,得到了较为合理和系统的分析结果。     

The AOR Iterative Method for Preconditioned Linear Systems

In Ref.[1], two preconditioned methods for linear system Ax = b (1) are introduced, where nnAC×∈ ,nb∈ C are given and nx ∈ C is unknown. It is given as the following preconditioned methods. The preconditioned linear system A~ x= b~ (2) where A~ = (I S~)A, and b~ = (I S~)b with S~=????????????? 000000001LMMMMLLna and the preconditioned linear system A =(3) 0where I is the identity matrix, L and U are strictly lower and upper triangular matrices obtained from A, respectively. The c…     

迭代物理光学方法（IPO）求解高频部件相互耦合问题

在复杂目标的ＲＣＳ计算中，各个部件之间的耦合是一个必须考虑的问题。本文采用我学（ＰＯ）方法，通过多次迭代，逐步修正各散射体上的面电流，然后采用Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ积分得到ＲＣＳ。本文应用ＩＰＯ方法计算了相垂直的两个导体板的散射近场和ＲＣＳ《计算配用ＦＤＴＤ方法得到的结果有很好的一致性。ＩＰＯ方法可望用于改进基于ＰＯ方法的高频近似方法，如面元法的计算精度。     

1.064μm波长卷云反射率的模拟研究

为了给激光测距、激光对大气的探测等实际工程应用提供理论依据,采用逐线积分方法计算大气分子吸收,结合离散纵标法,并耦合卷云的单次散射特性,对由实心六棱柱状冰晶粒子组成的卷云在波长为1.064μm时的散射特性和辐射特性进行了理论分析,得到了该波长上激光在卷云中传输时的反射率随入射光源的位置、观测器的位置以及卷云参量(云光学厚度、粒子尺度等)的关系。结果表明,卷云在1.064μm附近对激光的主要影响是散射,吸收在消光中占了很小的部分;其次,卷云的散射明显改变了光辐射的空间分布,散射的方向变化主要由卷云的散射相函数以及光线入射角度和观测角度决定。这一结果对实际工程应用(比如激光测距、激光对大气的探测等)是有帮助的。     

用修正玻昂迭代法重建复杂介质结构

着重阐述了将修正玻昂迭代法结合高效的数值模式匹配法用于感应测井中的反演与剖面成象。首先利用玻昂近拟将非线性问题线性比，然后应用吉洪诺夫正则化与迭代方法求解电磁场的积分方程。     

用变形玻恩迭代法反演电导率的二维非均匀分布

本文把变形玻恩迭代方法用于求解二维轴对称逆散射问题。该方法提供一种迭代收敛较快的反演成像算法。利用对称轴上２０ｋＨｚ电场的测量值在二维非均匀介质中对电导率分布进行反演。首先给出对于未知电导率分布的非线性积分方法，并用玻恩近似使积分方程线性化，然后用吉洪诺夫与正则化方法求出电导率分布。在迭代过程中，数值模式匹配法用于求解正演场．数值实例表明，用简单的对称轴上测量场能得到好的好的成像结果。     

大气、地表条件对目标-背景对比度的影响分析

本文利用辐射传输软件包MODTRAN．详细分析了大气模式、地表状况以及气溶胶模式等诸多参数对0．43～0．75μm波段范围内的目标背景对比度的影响,主要结果为;①季节变化给目标识别带来一定程度的影响,在同一种大气模式下,在冬季比在夏季更容易识别目标,但是季节变化仅改变C的大小,且变化幅度较小;②不同的大气模式下的C值随波长变化的分布形式发生变化,纬度较高的大气模式下C值较大,或者变化趋势较为明显;③地面反照率对C值的影响较小,同一波长对应的对比度的相对变化较小;④气溶胶模式的变化不仅影响C值的大小,而且改变了C值随波长的分布情况,但是这种影响与其他影响因素相比是很小的．