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水雾中1.06μm激光辐射的衰减特性

红外与激光工程 2018年第10期47卷 174-180页

作者：袁辉郝明磊李凡显史倩义北京航空气象研究所北京100085

通过试验研究了1.06μm激光辐射在水雾环境中的衰减特性。定量测量了不同气象光学视程(MOR)的水雾对1.06μm激光辐射的衰减程度,计算了水雾环境下的1.06μm激光辐射的等效"MOR"。分别采用试验数据和经验公式计算了1.06μm激光辐射在不... 详细信息

通过试验研究了1.06μm激光辐射在水雾环境中的衰减特性。定量测量了不同气象光学视程(MOR)的水雾对1.06μm激光辐射的衰减程度,计算了水雾环境下的1.06μm激光辐射的等效"MOR"。分别采用试验数据和经验公式计算了1.06μm激光辐射在不同能见度条件下的消光系数。通过对比发现由经验公式计算的消光系数存在明显偏差,尤其是在低能见度条件下。基于试验数据,推导了一种以可见光能见度为输入的消光系数计算公式,对估计云雾环境下近红外光辐射的衰减特性具有重要参考价值。

关键词：衰减特性消光系数 1.06μm激光气象光学视程

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可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法

中国激光 2023年第10期50卷 93-104页

作者：牛政杰张健张国玉邹阳阳段宗涛赵斌杨俊杰任太阳莫晓旭张建良长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心吉林长春130022 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022 吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林长春130012 空军航空大学飞行训练基地第二训练团吉林长春130022

针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程(MOR)定义等问题,提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法,确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构,优化设计了照明光学系统... 详细信息

针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程(MOR)定义等问题,提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法,确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构,优化设计了照明光学系统与光场测量光学系统。照明光学系统的均匀性为98.53%,发散角为1.48°;光场测量光学系统的散射角度测量范围为20°~50°,散射角度分辨率为1°,周视角度分辨率为2°。研究了一种基于先验光场分布的定标系统能量校准方法,利用标准朗伯散射体仿真定标系统的能量校准误差,其中散射角度为31°时周视平均相对误差最大,为2.28%。据此,基于理想2700 K色温白炽灯的光谱分布仿真验证了可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法的定标精度。结果表明:标准朗伯散射体散射角度20°~50°所表征的MOR量值范围为6.54~45.74 m,符合世界气象组织对MOR的定义,最大绝对误差为-2.41 m,优于国际民航组织规定的前向散射仪测量精度要求的1/10,为可溯源至MOR定义的标准散射体定标提供理论基础和技术支持。

关键词：测量气象光学视程标准散射体散射光场定标精度能量校准误差

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四探头双光路新型气象能见度仪的研究

传感器与微系统 2008年第9期27卷 40-42页

作者：田兰史杏荣卢会国于敏中国科学技术大学电子工程与信息科学系安徽合肥230027 贵州省气象信息中心贵州贵阳550002 天津气象仪器厂天津300110 中国气象科学研究院北京100081

介绍了一种技术先进的能见度自动观测仪,这种能见度仪与国内目前的能见度仪相比也是前向散射能见度,由于它采用独特的双光路设计,能消除测量误差并简化校准过程,共有4个探头进行观测,不但保证了观测精度,还提高了可靠性。

关键词：能见度气象光学视程消光系数

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图像法大气能见度探测成像模糊复原

科学技术与工程 2020年第9期20卷 3668-3674页

作者：王敏周树道刘展华任尚书国防科技大学气象海洋学院南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心南京210044 解放军95171部队广州510000

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,但图像在成像和传输过程中,由于相机载体的运动、振动、抖动等原因,引起图像模糊,影响后续的目标识别,因此,有必要对图像进行复原处理。... 详细信息

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,但图像在成像和传输过程中,由于相机载体的运动、振动、抖动等原因,引起图像模糊,影响后续的目标识别,因此,有必要对图像进行复原处理。提出一种基于刃边函数和最优窗维纳滤波的模糊图像复原算法,通过构建刃边函数来估计点扩散函数,并通过倒频谱方法估计模糊尺度和模糊角度,进而分解得到水平和垂直模糊分量,据此进行图像边缘延拓解决了边缘复原不佳的问题。实验结果表明,所提方法具有优异的复原效果。

关键词：能见度气象光学视程图像复原维纳滤波刃边函数

相机成像性能对图像法大气能见度测量精度影响的分析

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电光与控制 2020年第9期27卷 78-81,111页

作者：王敏周树道刘展华任尚书国防科技大学气象海洋学院南京211101 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心南京210044 中国人民解放军95171部队广州510000

大气能见度对航空、航海、陆上交通、军事活动等均有重要的影响。新兴的图像法测量能见度方法,采用的相机由于成像亮度、动态范围存在误差使得测量的能见度也存在一定误差。详细分析相机拍摄的目标亮度增益误差、目标亮度零点误差、天... 详细信息

大气能见度对航空、航海、陆上交通、军事活动等均有重要的影响。新兴的图像法测量能见度方法,采用的相机由于成像亮度、动态范围存在误差使得测量的能见度也存在一定误差。详细分析相机拍摄的目标亮度增益误差、目标亮度零点误差、天空背景亮度增益误差和天空背景亮度零点误差引起的能见度测量相对误差,并得到上述4种误差的能见度总相对误差,验证利用图像法进行能见度测量的可行性和有效性。

关键词：大气能见度气象光学视程亮度对比度成像误差

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透射式能见度仪定标用光源系统研究

透射式能见度仪定标用光源系统研究

作者：孙继亮长春理工大学

学位级别：硕士

透射式能见度仪在气象预报、气候变化监测和大气污染治理等领域具有应用价值。目前,由于缺乏符合世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)对能见度定义的2700K色温白炽灯光源,导致定标后透射式能见度仪存在测量结果无法溯... 详细信息

透射式能见度仪在气象预报、气候变化监测和大气污染治理等领域具有应用价值。目前,由于缺乏符合世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)对能见度定义的2700K色温白炽灯光源,导致定标后透射式能见度仪存在测量结果无法溯源到气象光学视程(Meteorological Optical Range,MOR)定义,已成为制约透射式能见度仪发展的技术瓶颈,为此,本文开展了透射式能见度仪定标用光源系统研究,确定光源系统总体方案,设计光源光学系统,提出光谱模拟与误差修正方法,以实现满足国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)观测要求的光谱模拟。论文的研究可为符合MOR定义的透射式能见度仪定标提供技术支撑,对完善透射式能见度仪定标与溯源体系具有重要意义。基于数字微镜(Digital Micromirror Devices,DMD)光谱调制与模拟技术,提出了一种透射式能见度仪定标用光源系统总体设计方案,优化设计了分光系统和匀光准直光学系统,仿真结果表明,分光系统光谱分辨率为1nm,匀光准直光学系统在有效辐照面φ80mm范围内辐照均匀性为99%,出射光束发散角为2°,实现了2700K色温白炽灯光谱分布的模拟和平行光束出射。光谱模拟单元的精确拟合是光谱模拟的前提和手段,为此,研究了光谱模拟单元的确定方法,仿真分析了光谱模拟单元的偏态性质,基于实测的光谱模拟单元分布,提出了一种Bigaussian、Asym2Sig和ECS三种函数组合的光谱模拟单元拟合方法,并与传统的Gaussian拟合方法进行了光谱模拟比对实验,结果表明,光谱模拟精度得到了提高。为提高2700K色温白炽灯光谱模拟精度,仿真分析了影响光谱模拟误差的主要因素,提出了一种基于误差极值调节的光谱模拟误差修正方法,以局部波段为例实验验证了该方法的可行性;在此基础上对定标光源系统的光谱模拟精度进行了测试,结果表明,在380nm到780nm波段范围内2700K色温白炽灯光谱模拟最大误差为6.2%,相比于修正前,光谱模拟误差降低了4.06倍,以此验证了光谱模拟误差修正方法的正确性和定标光源系统的可行性。

关键词：透射式能见度仪定标光源光谱模拟气象光学视程

基于激光腔增强技术的前向散射能见度仪校准方法研究

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光散射学报 2019年第2期31卷 160-165页

作者：张建锋潘孙强褚进华陈哲敏胡朋兵陈宁张辉浙江省计量科学研究院长度与光学计量研究所杭州浙江310000 中国气象局上海物资管理处上海200050

为了填补前向散射能见度仪校准的空白,利用激光腔增强技术,搭建了一套开放式能见度校准系统,通过在能见度模拟舱中用气溶胶发生器产生单分散硬脂酸气溶胶颗粒产生模拟能见度环境,实现前向散射能见度仪的校准。与前向散射能见度仪、透射... 详细信息

为了填补前向散射能见度仪校准的空白,利用激光腔增强技术,搭建了一套开放式能见度校准系统,通过在能见度模拟舱中用气溶胶发生器产生单分散硬脂酸气溶胶颗粒产生模拟能见度环境,实现前向散射能见度仪的校准。与前向散射能见度仪、透射式能见度仪分别在小型模拟舱((长2m×宽1m×高1m))和大型模拟舱(长20m×宽3.5m×高3m)中开展了比对实验,实验结果表明,在100~2000m能见度范围内,与透射式能见度仪的相对误差在5%以内,与前向散射能见度仪的相对误差在10%以内,均具有较好的一致性。这套系统可以用在较小的小型能见度模拟舱中,为前向散射能见度仪的实验室校准提供可行的技术手段。

关键词：能见度仪校准激光腔增强气溶胶消光系数气象光学视程

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精确测算夜间机场跑道视程的方法研究

大气与环境光学学报 2017年第2期12卷 114-119页

作者：曾祥能白洁郝明磊北京航空气象研究所北京100085

针对机场夜间跑道视程难以精确测量问题,提出了一种在合适距离处架设标准光源,通过人工观测出最小可发现的灯光强度,然后迭代计算出夜间跑道视程值的新方法。相比于现有方法,新方法的精细化程度显著提高,且较好地逼近了真值,仿真实验验... 详细信息

针对机场夜间跑道视程难以精确测量问题,提出了一种在合适距离处架设标准光源,通过人工观测出最小可发现的灯光强度,然后迭代计算出夜间跑道视程值的新方法。相比于现有方法,新方法的精细化程度显著提高,且较好地逼近了真值,仿真实验验证了方法的可靠性。

关键词：航空气象保障跑道视程气象光学视程精确测算

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不同大气环境下机场能见度仪的数据对比

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第9期 0001-0005页

作者：袁振宇李麓媛姚瑶民航华北空管局大兴空管中心北京102601

文章介绍了应用于机场的大气透射仪与前向散射仪的构成与测量原理,对其各自的性能进行分析。通过安装在大兴机场35L跑道端大气透射仪与前向散射仪的数据资料,分析两种能见度仪与在不同大气环境(雾、扬沙、降水、降雪)下的数据对比,以此... 详细信息

文章介绍了应用于机场的大气透射仪与前向散射仪的构成与测量原理,对其各自的性能进行分析。通过安装在大兴机场35L跑道端大气透射仪与前向散射仪的数据资料,分析两种能见度仪与在不同大气环境(雾、扬沙、降水、降雪)下的数据对比,以此得出结论:大气透射仪的数据更加准确可靠,前向散射仪在雾天气下表现良好,两者互备能力强;在降水、降雪、风沙天气下前向散射仪测量结果失真,大气透射仪提供的数据更值得关注。。

关键词：大气透射仪前向散射仪气象光学视程性能分析不同大气环境数据对比