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大气结构常数光学测试机理及试验研究

作 者: 贾玉光
导 师: 佟首峰
学 校: 长春理工大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 大气湍流 差分像运动 透射式 相干长度
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要


在激光通讯领域中,大气湍流是考虑的重要因素之一,它影响着光波的相位和振幅,引起波前畸变、光强闪烁、质心漂移以及光斑破损等一系列的效应,严重影响了系统的性能。本文设计了一套利用差分法测量大气相干长度的测试仪。论文对大气湍流的特性和影响大气湍流参数进行了详细的论证,分析了比较了测量大气湍流参数的方法。介绍了系统的两种测量原理差分法和到达角起伏法,并对系统的技术指标和总体设计展开讨论,选取了系统的不同性能器件。用软件CODE V对系统像质进行光学仿真,得到DIMM系统成像质量好,分辨率高,各项指标均达到要求。另外,对透射式和反射式结构的优缺点进行比较分析,DIMM系统观测的星等是微光、大孔径的,因此选取了透射式结构。最后,在晴朗的天气下,对DIMM系统进行野外试验,连续16小时对目标星进行观测得到数据,根据数据绘制了大气相干长度曲线图,发现在一天中,中午时段大气相干长度最小,湍流最强。在一年中,冬季相干长度最长,湍流最弱,DIMM系统在测量大气相干长度方面具有可行性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 课题研究的目的及意义  7
  1.2 国内外发展现状  7-13
第二章 大气湍流的统计理论  13-19
  2.1 大气湍流的基本特征  13-14
  2.2 折射率结构常数  14-15
  2.3 折射率起伏湍流模型  15-16
  2.4 Fresnel尺度  16
  2.5 大气湍流参数的测量  16-19
第三章 差分运动传感器工作原理  19-23
  3.1 相干长度测量方法比较  19-20
  3.2 系统的工作原理  20-23
第四章 差分大气相干长度测量系统的技术指标分析  23-30
  4.1 主要技术指标  23
  4.2 差分大气相干长度测量系统的性能分析  23-27
  4.3 系统的信噪比  27-30
第五章 差分大气相干长度测量系统的设计  30-50
  5.1 差分大气相干长度测量系统组成及工作流程  30-31
  5.2 光学分系统  31-34
  5.3 光学像质仿真与评价  34-42
  5.4 系统结构设计  42-43
  5.5 伺服机构设计  43-45
  5.6 成像与图像采集单元  45-47
  5.7 软件设计与系统显示  47-50
第六章 差分大气相干长度测量系统现场测试与数据分析  50-54
  6.1 测试设备与现场  50
  6.2 数据结果与分析  50-54
第七章 总结与展望  54-55
  7.1 总结  54
  7.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-57

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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