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垂直对天顶测量的紫外前向散射探测臭氧总量的可行性研究

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空间科学学报 2006年第6期26卷 445-451页

作者：江芳王英鉴王咏梅张晓庆中国科学院空间科学与应用研究中心中国科学院大气物理研究所

选用SBDART模式作为大气辐射传输计算模式,通过模拟计算和结果分析探讨无云的晴天、垂直对天顶观测的紫外前向散射反演大气臭氧总量的可行性．计算表明,穿透能力与探测灵敏度之间的复杂联系使得探测波长应随着sΩ_0的增大而波长变长,若... 详细信息

选用SBDART模式作为大气辐射传输计算模式,通过模拟计算和结果分析探讨无云的晴天、垂直对天顶观测的紫外前向散射反演大气臭氧总量的可行性．计算表明,穿透能力与探测灵敏度之间的复杂联系使得探测波长应随着sΩ_0的增大而波长变长,若用波长对探测,则波长对中较短的波长也应随着sΩ_0的增大而增大．另外大气的臭氧总量越少,反演结果受下垫面反照率、气压和仪器精度的影响越大,因而反演误差越大．当强度I_i的测量精度为±1%时,下垫面反照率R和气压P_0的分辨率分别达到±0．05和±50hPa,若用单波长探测,则在大气臭氧总量Ω_0和s都较小时,反演结果大于5%；若选用波长对进行探测,由于R和P_0的误差对反演结果的影响降低,故精度大大提高．I_i,R和P_0在上述精度下,选取适当的波长对进行探测,精度至少可达±4%,当臭氧总量高于350DU时,可达±2%．

关键词：前向散射臭氧总量

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前向散射式能见度检测技术研究

前向散射式能见度检测技术研究

作者：李孟麟天津大学

学位级别：硕士

能见度是一个重要的气象观测要素,能见度值的测报不仅用于气象部门的天气分析,更广泛用于航空、航海、高速公路等交通运输部门、军事以及环境监测等领域。随着科学技术的发展,各种能见度自动测量仪器在一些发达国家已广泛应用,并且仍在... 详细信息

能见度是一个重要的气象观测要素,能见度值的测报不仅用于气象部门的天气分析,更广泛用于航空、航海、高速公路等交通运输部门、军事以及环境监测等领域。随着科学技术的发展,各种能见度自动测量仪器在一些发达国家已广泛应用,并且仍在不断更新。我国对能见度自动测量仪器的需求也越来越大,但目前我国能见度测量仪器的研究仍处于起步阶段。前向散射式能见度仪以它性能价格比高、可靠性灵活性好等一系列优点,越来越受到使用者的青睐,更是国内外能见度测量仪器公司的研制重点。本文研究了能见度测量仪器的有关问题,系统地论述了能见度测量仪器的理论,然后以前向散射式能见度仪器为研究对象,重点对前向散射式能见度仪发射和接收装置进行设计,研究一种新的测量方法,提出了理想光源应具备的特点,说明了采用LED发光二极管做光源的优越性,并选择了合适的PIN光电二极管与之匹配,对光学系统作了全面讨论,设计出合理的物镜结构、测量和控制系统、并详细讨论了与之有关的设计思想、设计方法和精度分析等问题。

关键词：前向散射能见度散射光测量能见度测量仪器

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前向散射式能见度仪的发射和接收装置设计

前向散射式能见度仪的发射和接收装置设计

作者：王启万吉林大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,各种能见度自动测量仪器在一些发达国家已广泛应用于航空、航海、公路交通、气象台站和环境监测等部门,并且仍在不断更新。我国对能见度自动测量仪器的需求也越来越大。前向散射式能见度仪以它性能价格比高、可靠性... 详细信息

随着科学技术的发展,各种能见度自动测量仪器在一些发达国家已广泛应用于航空、航海、公路交通、气象台站和环境监测等部门,并且仍在不断更新。我国对能见度自动测量仪器的需求也越来越大。前向散射式能见度仪以它性能价格比高、可靠性灵活性好等一系列优点,越来越受到使用者的青睐,更是国内外能见度测量仪器公司的研制重点。本文研究了能见度测量仪器的有关问题,系统地论述了能见度测量仪器的理论,然后以前向散射式能见度仪为研究对象,论述一种新的测量方法,提出了理想光源应具备的特点,说明了采用LED 发光二极管做光源的优越性,并选择了合适的PIN 光电二极管与之匹配,对光学系统作了全面讨论,设计出合理的物镜结构、机械结构、并详细论述了与之有关的设计思想、设计方法和精度分析等问题。

关键词：前向散射能见度能见度测量仪器发射和接收装置

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编码孔技术用于X射线前向散射的成像

核电子学与探测技术 2004年第6期24卷 647-650页

作者：赵崑王学武清华大学工程物理系北京100084

简要介绍了编码孔成像技术的概念和原理,并通过蒙特卡罗程序的模拟结果,说明这种成像技术可以用于X射线前向散射的成像,而且成像效果较为理想。

关键词： X射线成像技术成像效果编码前向散射原理

前向散射雷达目标跟踪与SISAR成像技术研究

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前向散射雷达目标跟踪与SISAR成像技术研究

作者：周超苏州大学

学位级别：硕士

双基地雷达的前向散射区是指其双基地角大于135°的狭窄区域，工作该区域的雷达称为前向散射雷达（FSR: Forward Scatter Radar）。当目标处于前向散射区时，其雷达截面积（RCS: Radar Cross Section）迅速增大，且这种RCS增强与其三维... 详细信息

双基地雷达的前向散射区是指其双基地角大于135°的狭窄区域，工作该区域的雷达称为前向散射雷达（FSR: Forward Scatter Radar）。当目标处于前向散射区时，其雷达截面积（RCS: Radar Cross Section）迅速增大，且这种RCS增强与其三维结构和材料无关。因此，FSR在探测小目标，隐身目标方面具有独特优势。 FSR信号处理技术是其发挥上述优势的基础。因此，本文针对FSR目标跟踪和阴影逆合成孔径（SISAR：Shadow Inverse Synthetic Aperture Radar）成像技术进行了研究。主要内容和成果如下： (1).对全息信号重构方法和SISAR成像进行了研究。首先，介绍了SISAR成像并对成像过程进行了仿真;其次，考虑到无线电全息信号（RHS: Radio HolographySignal）是SISAR成像的前提，而传统方法难以得到理想的RHS，提出了一种基于包络检波、分段Hilbert变换和幅度补偿的全息信号重构方法，并利用仿真数据和实测数据验证了该方法的有效性;最后，基于外场实验数据，将重构出的RHS信号用于目标侧影轮廓成像，成像结果与目标真实轮廓高度差一致。 (2).对SISAR成像精度进行了分析。讨论了二次相位和sinc调制因子对成像误差的影响，表明在场景条件和分辨率允许时，使用较长的基线和波长可以降低这两者引入的误差;讨论了目标飞行高度对成像误差的影响，表明FSR主要适用于低空和地面目标;分析了目标跟踪误差对成像结果的影响，发现在小衍射角情况下，SISAR成像算法对沿基线方向的误差更为敏感，当相对误差不超过5%时，成像结果比较理想。 (3).对FSR目标运动参数估计进行了研究。基于阵列天线，对多普勒和方位角进行了估计，并对影响参数估计精度的因素进行了分析;比较了基于Gauss-Newton迭代和扩展卡尔曼滤波（EKF: Extend Kalman Filtering）的目标跟踪方法，结果表明EKF法收敛速度快，跟踪精度高，可以满足SISAR成像要求。

关键词：前向散射 SISAR成像参数估计目标跟踪

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模拟气泡幕激光近轴前向散射照度分布

应用光学 2013年第3期34卷 512-516页

作者：张建生陈焱孙建鹏西安工业大学理学院陕西西安710032

从Mie散射理论出发,利用单气泡散射理论模型研究了激光前向散射特性以及激光前向散射光轴周围激光照度分布状态。选用波长为632.8nm的激光,在不同介质和不同压强下测量并分析了气泡幕的散射光照度。研究表明,激光前向散射光主要分布在... 详细信息

从Mie散射理论出发,利用单气泡散射理论模型研究了激光前向散射特性以及激光前向散射光轴周围激光照度分布状态。选用波长为632.8nm的激光,在不同介质和不同压强下测量并分析了气泡幕的散射光照度。研究表明,激光前向散射光主要分布在离光轴0.588°的范围内,其沿激光光轴呈轴对称分布,并且沿光轴方向截面分布为高斯分布;在考虑水体自身散射时,0.006MPa、0.008MPa和0.010MPa下,各个散射角被散射掉的光大概占激光前向散射照度的35%、45%和55%,可得到无论考虑水体自身散射与否,激光前向散射光与压强皆成反比。

关键词：气泡尾流近轴散射前向散射尾流自导

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海水介质中激光前向散射的空间时间特性分析

激光技术 2005年第3期29卷 266-269页

作者：闫旭光彭复员徐国华李旭涛华中科技大学电子与信息工程系武汉430074 华中科技大学交通学院武汉430074

针对海水介质及海水中的悬浮颗粒对激光的传输有强烈的吸收和散射作用,严重影响了激光雷达系统的应用范围这一问题,对海水光信道(前向散射)的时域、空域特性做了理论分析和计算机模拟,得出了在接受范围内,有用信号与噪声在时域、空域上... 详细信息

针对海水介质及海水中的悬浮颗粒对激光的传输有强烈的吸收和散射作用,严重影响了激光雷达系统的应用范围这一问题,对海水光信道(前向散射)的时域、空域特性做了理论分析和计算机模拟,得出了在接受范围内,有用信号与噪声在时域、空域上的一系列特性差异,为减弱前向散射的漫射分量、提高系统的分辨率和信噪比的研究提供了理论依据和实验验证。

关键词：海洋激光海水介质前向散射空间时间特性计算机模拟

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利用前向散射方法的跑道能见度激光测量仪

激光与红外 1999年第5期29卷 297-300页

作者：陈安军信阳师范学院教务处信阳464000

介绍了一种利用交叉型双光路前向散射方法实现的跑道能见度激光测量仪。简要介绍了该测量仪的工作原理及基本结构。

关键词：跑道视程前向散射半导体激光器能见度飞机

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非球形气溶胶前向散射对消光的影响

应用激光 2022年第9期42卷 118-125页

作者：叶坤涛费兴明李文舒蕾蕾叶会亮江西理工大学理学院江西赣州341000

非球形气溶胶的前向散射导致太阳辐射计测量消光系数的结果有误差,需要进行前向散射修正。采用T矩阵法,研究了椭球形、圆柱形和切比雪夫形粒子的前向散射特性以及对前向散射修正因子的影响。研究表明,椭球粒子的前向散射强度随着等效半... 详细信息

非球形气溶胶的前向散射导致太阳辐射计测量消光系数的结果有误差,需要进行前向散射修正。采用T矩阵法,研究了椭球形、圆柱形和切比雪夫形粒子的前向散射特性以及对前向散射修正因子的影响。研究表明,椭球粒子的前向散射强度随着等效半径和轴比的增大而增大。沙尘气溶胶粒子中,修正因子会随粒子尺寸参数的增大呈现一个振荡减小的趋势,尺寸参数超过10后,前向散射修正因子将低于0.98,随尺寸参数的增大,修正因子达到0.96左右,不同轴比的椭球粒子和不同长度直径比的圆柱形粒子对修正因子影响较大,切比雪夫粒子的形变参数和波纹参数对修正因子没有明显的影响。研究结果可为大气气溶胶粒子的前向散射研究以及太阳辐射计等相关应用提供理论指导。

关键词：前向散射大气气溶胶 T矩阵散射相函数修正因子