导读:本文包含了大气风场探测论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:大气,干涉仪,高层,声波,相位,多普勒,空间。
大气风场探测论文文献综述
冯玉涛,武魁军,傅頔,郝雄波,武俊强[1]（2019）在《基于氧分子O_2(a~1Δ_g)O_(19)P_(18)发射谱线的平流层、中间层大气风场星载探测可行性探讨》一文中研究指出提出并分析了以O_2(a~1Δ_g)O_(19)P_(18)(7 772.03cm~(-1))发射谱线为目标源进行平流层、中间层大气风场星载临边探测的可行性及优势.基于大气模型和辐射传输理论建立O_2(a~1Δ_g,υ′=0)→O_2(X~3Σ_g,υ″=0)带的辐射传输模型,并分析多重散射和非局地热平衡效应影响下的目标源临边光谱辐亮度.表明发射线O_2(a~1Δ_g)O_(19)P_(18)(7 772.03cm~(-1))自吸收微弱、辐射强、光谱分立度好,能大大降低对测风干涉仪光谱分辨率、滤光系统带宽的要求,进而使载荷更易于实现小型化、高稳定性.以星载测风多普勒差分干涉仪技术方案为例,对以O_2(a~1Δ_g)O_(19)P_(18)(7 772.03cm~(-1))为探测目标源的视线风速反演精度进行了仿真分析,结果表明40～70km高度范围内视线风速测量精度优于5m/s;适当放宽风速反演精度情况下,探测范围能够向40km以下扩展.研究结果将为平流层、中间层大气风场星载探测提供一条低成本、高精度、自主可行的技术路线.(本文来源于《光子学报》期刊2019年02期）
李娜,陈金松,丁宗华,许正文,林乐科[2]（2017）在《临近空间大气扰动风场的探测与分析》一文中研究指出目的深入了解掌握临近空间大气风场的扰动状态,给临近空间飞行器的精确入轨、有效运行提供可靠的环境信息。方法用昆明站(25.6°N,103.8°E)临近空间观测平台中的MF雷达开展临近空间大气风场扰动观测。基于谐波拟合方法得到昆明地区2008年8月至2010年8月期间的周日和半日潮汐分量及背景风场,分析昆明地区临近空间80~100 km之间潮汐波动的变化特征。结果周日潮汐振幅具有明显的年变化和半年变化,最大值均出现在10月份和3月份的86~92 km高度范围内,同时第一年度的潮汐幅度明显强于第二年度,类似准两年变化。纬向半日潮汐的变化特征不是非常明显,而经向半日潮汐在88~94 km之间具有年变化,在其他高度处则出现多个峰值。结论潮汐相位的变化结果表明潮汐的下行传播,潮汐振幅的高度变化符合先增大后减小的特征,呈现胞状结构。(本文来源于《装备环境工程》期刊2017年07期）
冯玉涛,李娟,赵增亮,原晓斌,余涛[3]（2017）在《大气风场探测星载干涉光谱技术进展综述》一文中研究指出综述了被动光学遥感国外星载大气风场探测干涉光谱技术的研究进展。阐述了Fabry-Perot干涉仪、Michelson干涉仪、多普勒差分干涉仪及其相应的探测原理,其中从单视场发展到双视场、四视场临边扫描。比较了不同技术体制特点和局限。介绍了国外广角迈克尔逊多普勒成像干涉仪(WAMDII)、高分辨率多普勒成像仪(HRDI)、多普勒干涉仪(TIDI)等的特点、性能指标及其应用。分析了研制中二维空间转台、光纤视场合成技术、窄带滤光片工艺水平等关键技术。归纳了性能指标中测风精度提高、探测范围扩大、视场增大等进展;数据应用中由反演风速、温度和辐射率数据向探测重力波、成分密度、气辉和极光发射率、夜光云和离子流密度等动力学和热力学参数,大气有效反射率,气溶胶相位函数和散射系数等的转变。展望了技术的发展趋势。(本文来源于《上海航天》期刊2017年03期）
唐远河,崔进,郜海阳,屈欧阳,段晓东[4]（2017）在《地基气辉成像干涉仪探测高层大气风场的定标研究》一文中研究指出我们研制的地基气辉成像干涉仪(ground based airglow imaging interferometer,GBAⅡ)样机成功地探测了地球上空90—100 km的大气风速和温度.为了提高GBAⅡ的探测精度,本文研究GBAⅡ所拍摄的成像干涉条纹的定标:对干涉条纹中心位置定标、电荷耦合器(CCD)暗噪声和平场定标、整个光学系统衰减系数定标、步进步长定标、光程差随入射角变化量定标、仪器响应度定标和零风速相位定标等理论和实验进行了研究.利用最小二乘法对GBAⅡ拍摄的30幅成像干涉图的圆心坐标定标在CCD(123.3,121.1)像素位置;利用632.8 nm激光获得GBAⅡ所用CCD的平场定标系数矩阵,分别得到平场前后的干涉图并检测出CCD的噪声和坏点;利用GBAⅡ获得图像的边缘亮环相位与中心亮斑相位的差值对入射角10.24°时,光程差相对0°入射角时变化了0.356个条纹;拍摄200幅成像干涉图的实验离散点进行正弦拟合后的均方根标准偏差达90.34%,该完整干涉条纹的步进间隔为4.06 nm,对应步进相位为0.0094π;针对正演公式中GBAⅡ的系统衰减系数对所拍摄的原始干涉图利用IDL编程得到光学系统衰减系数的多项式,拟合的均方根标准偏差达99.98%;采用632.8 nm激光作光源,简化了GBAⅡ的响应度表达式,通过实验得其响应度为4.97×10~(-3)counts·(Rayleigh·s)~(-1);针对GBAⅡ室外观测,给出零风速定标的矩阵表达式后,对532.0 nm和632.8 nm激光的对应零风速相位分别为-9.2442°和-68.6353°.本文提供了多种定标方法,并逐一通过实验进行验证,为国内被动遥感探测高层大气风场提供了强有力的实验支持.(本文来源于《物理学报》期刊2017年13期）
沈静[5]（2017）在《中高层大气风场探测多普勒非对称空间外差技术研究》一文中研究指出中高层风场探测对于理解大气动力学和光化学过程,建立大气动态模型,提供中长期天气预报,保障航空航天事业的发展具有重要的作用。被动风场探测以中高层大气中的气辉为光源,通过谱线的多普勒效应反演风场参数。典型的被动风场探测技术包括Fabry-Perot干涉技术和Michelson干涉技术。近年来,多普勒非对称空间外差(Doppler Asymmetric Spatial Heterodyne,DASH)技术以其宽视场、大光通量、高光谱分辨率、静态干涉和多谱线同时探测的优点迅速成为被动风场探测的研究热点。结合空间外差光谱技术和Michelson干涉技术,通过大光程差处干涉相位的变化反演风速。国际上对DASH技术的研究已经有一定的基础,设计地基探测氧红线干涉仪。为了研制稳定性较高的仪器,采用Koster棱镜分光形成共光路单臂式干涉仪结构,增大系统的光程差要以成倍增加仪器体积为代价,因此在星载仪器设计时采用了双臂式方案。另一方面,风速通过干涉绝对相位差分获得,具有抗干扰能力强的特点,目前的风速反演并没有考虑相位计算过程中的数据处理误差,然而低相位灵敏度和数据处理误差两方面均影响了实际的风场探测精度。基于以上考虑,本文研制了双臂大光程差DASH干涉仪LODI(Large Offset DASH Interferometer,LODI),通过设计风速模拟器并搭建实验平台实现风场模拟探测。在数据处理过程中,提出窗函数参数的优化选择方法和相位漂移校正方法,实现干涉数据的误差修正,提高风速反演精度。本论文的主要工作包括以下几个方面:1.基于DASH技术的风场探测机理研究。从探测目标的选择出发,阐述了探测目标的性质和对干涉仪系统设计的要求。在DASH理论模型的基础上,针对风场探测需求对干涉仪关键指标进行理论分析和推导,明确系统参数设计的理论依据。2.依据DASH干涉仪基本原理提出LODI的仪器参数,进行系统仿真分析和设计。对干涉仪光学元件误差(分束器、扩视场棱镜、光栅等)、系统噪声和环境变化等因素产生的基频漂移、绝对相位误差和风速误差进行了仿真和定量分析;根据干涉仪的探测需求,参考性能指标设计系统的详细参数。3.基于DASH技术的风场反演算法研究。通过对比分析傅里叶级数法和傅里叶变换法求解干涉相位的优劣,得出后者更适合应用在DASH干涉相位获取。在确定相位算法的前提下,对数据处理中的误差进行分析,指出窗函数作为一个外部变量,是引起干涉数据误差的原因。提出窗函数优化选择方法,指出通过选择半高宽为2的Nuttall窗,能够使由窗函数参数产生的风速误差最小化。4.LODI风场探测实验研究。根据风速模拟基本原理,给出风速模拟器的机械设计方案,并且定量分析了风速模拟器的模拟风速误差,指出总风速模拟误差约为1.3%,主要是由夹角误差和测量误差导致。以干涉仪系统为核心搭建试验装置进行风速模拟探测,对干涉数据进行误差修正。通过在光谱变换时进行窗函数优化分析,指出在光程差间隔内矩形窗产生的风速误差达1.75m/s,Nuttall窗下的风速变化最小,约0.75m/s。随着窗函数半高宽增加,风速误差变大。选择半高宽为2的Nuttall窗函数,使在风速47.62 m/s时的风速误差减小了约1.5 m/s。通过测量多组同一风速下的干涉图频移,反演得到风速误差为6.1 m/s,该误差主要来源于相位漂移。为了消除相位漂移误差对风速的影响,通过连续采样的方法进行相位漂移误差校正,风速误差在校正后降低了 28 m/s,从而实现测量精度的提高。在34.19 m/s到78.63 m/s范围内进行24组风速模拟探测实验,得出相应的风速反演误差和不确定性,最终获得2.92m/s的实验室风速模拟探测精度。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-06-01）
胡熠[6]（2017）在《Fabry-Perot干涉仪探测热层大气风场数据分析》一文中研究指出热层是地球大气层中的一层,由于受到太阳辐射、重力波和各种超高速带电粒子流等外界能量的共同作用,热层中存在着复杂的耦合过程和动力学过程。热层大气风场是用来研究热层特性的一个重要参量,但相比于其他大气参量的广泛研究,热层大气风场的研究则相对较少。本文对热层大气风场的国内外发展状况进行了概括,并对热层大气风场探测手段之一的法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)的基本测量原理以及扫描式FPI和全天空式FPI设备结构、图像数据处理和水平风场反演算法进行了说明。基于武汉大学自主研发的扫描式FPI和全空式FPI采集到的有效风场数据,对热层大气风场进行统计分析,并简单分析了太阳辐射、地磁活动和离子拖曳等方面对热层中性风场的影响。根据2016年间廊坊站扫描式FPI对OI557.7nm观测的数据为基础,以14:00UT-20:00UT为统计分析时段,分别从风场的月变化特征、季节变化特征对热层水平风场进行分析,并都与同时段的HWM07水平风场经验模式进行对比。分析表明:(1)经向风场在1月、2月、10月、12月以南向风为主,其他月份的风场则是从南向风转为北向风;纬向风场在大部分的月份呈东向风,所有风速幅值均不超过30m/s。(2)热层风场随着季节的变换也表现出不同的形态。在与2013-2015年廊坊站风场特征对比时也有较好的相似性。根据北极黄河站全天空式FPI在2014年至2017年越冬期间对OI557.7nm观测的数据为基础,以北向水平风和东向水平风的形式分别统计分析了热层水平风场。结果表明在在大部分的统计天数内,热层水平风场变化都较为平稳,风场特征具有长时间的一致性,风速幅值都基本在100m/s以内。在个别月份如2015年12月的水平风场无论在北向还是东向均在12月12日前后发生了剧烈变化;2016年12月25日和26日的风场行为比前后时间表现的更为突出,风速幅值最高达到152m/s;2017年1月的北向水平风和东向水平风在所有统计天数内均表现的都非常剧烈。本文选取夏至日和冬至日前后叁天的风场数据来分析太阳辐射对中纬度地区热层中性风场的影响;以2016年12月25日和12月26日的水平风场行为特征来分析地磁活动对高纬度地区热层中性风场的影响;以极光亚暴事件为背景,结合EISCAT雷达和SuperDARN给出的离子漂移速度数据来分析离子拖曳对热层中性风场的影响。结果表明日照辐射对于中纬度地区的热层风场有显着的影响;在地磁活跃期产生极光亚暴的情况时,风速变化剧烈且往往风速是垂直于极光弧的;由带电粒子和中性粒子碰撞耦合而产生的离子拖曳对热层中性风场的变化有不小的影响。(本文来源于《武汉大学》期刊2017-05-01）
石大莲[7]（2015）在《中高层大气风场探测F-P干涉仪的数据反演算法与定标方法研究》一文中研究指出近年来,中高层大气风场引起了气象学、大气动力学研究学者的普遍关注。中高层大气风场探测为人类了解大气上下层之间的能量和动量传输机制提供关键数据、为航天器的安全保驾护航、为奇特的天气现象答疑解惑。法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,简称F-P干涉仪)作为一种干涉型被动探测仪器,利用大气中气辉谱线的多普勒效应对中高层大气的风速、温度等重要参数的测量,在大气风场探测的领域已得到广泛应用。我国对该类仪器的研究相对滞后。本论文基于F-P干涉仪的风场探测原理,对风场探测F-P干涉仪的数据反演技术、实验室定标方法以及星上定标方法进行研究,为我国的中高层大气风场探测F-P干涉仪研制奠定基础。本论文的主要研究内容如下:1.论文介绍了中高层大气风场探测的背景和意义,对各类大气风场探测仪器进行了总结和对比,对国内外的风场探测F-P干涉仪发展情况进行了梳理。随后,详细研究了风场探测F-P干涉仪的工作原理和风速、温度反演机理。2.针对风场探测F-P干涉仪的数据反演,从F-P干涉仪的系统传递函数出发,研究了叁种经典的风速、温度反演算法的原理和具体计算方法;提出了一种新的不需要系统参数的高斯拟合风速反演算法,并结合修正的艾里函数描述法,对搭建的国内首台多普勒效应模拟系统的实测数据进行了反演,风速反演精度达到5.7m/s,温度反演精度优于3K。3.对风场探测F-P干涉仪的实验室定标进行了研究,就傅里叶完整描述法的实验室定标,提出了一种改进的傅里叶系数计算方法;对基于艾里函数的数据反演算法的实验室定标,采用激光照射定标法,结合分步走非线性回归拟合法进行数据处理,获取仪器函数参数,并通过实验数据对该方法进行了验证。4.分析了风场探测F-P干涉仪的星上定标的任务、原理,总结了技术关键和难点,并给出了两种星上定标系统。最后,对星上定标精度进行了分析和仿真。(本文来源于《中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)》期刊2015-05-01）
王盼盼,周晨,宋杨,张援农,赵正予[8]（2015）在《大气风场和温度对无线电声波探测系统探测高度影响的数值研究》一文中研究指出从声波扰动介质中的电波波动方程出发,使用时域有限差分(FDTD)方法,结合声波传播的FDTD模型,构建了描述声波和电波相互作用的数值模型,并运用该模型分析风场和温度对无线电声波探测系统的探测高度的影响.数值模拟结果表明:温度与风场剖面的存在改变声波和电波散射回波的传播轨迹;温度梯度剖面主要影响声波的传播速度,风场剖面导致作为电波散射体的声波波阵面的偏移,降低电波散射回波的强度并改变回波路径,使得接收数据减少,限制无线电声波探测系统的探测高度;在强风背景下,若降低声波散射体高度,电波散射回波"聚束点"的偏移会有较大的改善,但同时意味着探测高度的降低.为了改善风场背景下无线电声波探测系统的探测高度,可以使用双基地雷达或者增大接收天线面积等方法来实现.(本文来源于《物理学报》期刊2015年10期）
李陶,方欣[9]（2015）在《钠激光雷达对中间层顶大气温度和风场的探测》一文中研究指出中高层大气温度和风场是研究中高层大气波动的重要参数.钠高光谱分辨率激光雷达能够对中间层顶(80-105km)大气温度和风场进行高精度观测.2011年中国科学技术大学成功研制了我国首台高光谱分辨率钠测温测风激光雷达系统.文中对该激光雷达系统进行了详细介绍,其中包括探测的基本原理,发射机,接收机和采集控制部分的设计.给出了钠测温测风激光雷达于2011年12月9日晚同时探测的大气温度、纬向风、经向风和钠原子密度的结果.结果发现中间层顶区域大气温度、纬向风、经向风变化范围较大,分别是175K~235K,-70~60m/s,-100~110m/s,有明显的半日或周日潮汐振荡的成分.探测结果表明中国科学技术大学钠测温测风激光雷达可对中间层顶区域温度和大气风场进行高时空分辨率的探测,其探测数据对于研究中高层大气动力学具有重要的意义.(本文来源于《安徽师范大学学报(自然科学版)》期刊2015年02期）
冯麟[10]（2013）在《基于偏振阵列的高层大气风场探测系统的理论研究》一文中研究指出风场速度和大气温度作为大气行为研究的重要参数,人们已经研制出了各种各样的装置对其进行探测,包括光学光谱仪、相干散射雷达、激光雷达及释放化学物质的卫星等装置。其中干涉成像光谱技术在探测大气风场中发挥着越来越重要的作用,在生产生活和科研以及军事方面都展示出了巨大的应用前景,但是随着对该领域研究的深入和科学技术的发展,对系统的稳定性和精度要求越来越高,而以往探测方式中存在的动镜移动模式已远不能满足日益增长的需求。基于偏振阵列的高层大气风场探测系统的偏振阵列将逐步取代动镜移动模式,在探测结果中完全避免了由于动镜的机械移动而产生的误差,并且适合变化较快的目标探测,在保证测量精度的同时具有高稳定性等优点。所以,在测量大气风场信息的过程中,基于偏振阵列的高层大气风场探测系统技术成为了全新的研究方向。本研究在对被探测光源的反应机理分析的基础上,对探测谱线在不同高度大气中的不同表现形式进行了总结；对不同方式的四强度干涉法大气风场探测技术进行了深入的综述性研究和对比；在理论分析的基础上对基于偏振阵列的高层大气风场探测系统进行了误差分析的综述；针对系统各部分的理想状态引入可能存在的误差,综述了典型的计算机模拟仿真过程,得出基于偏振阵列的高层大气风场探测系统的理论误差容限。本理论研究为今后基于偏振阵列的高层大气风场探测系统的实验室搭建、实验研究,以及航空航天搭载试验提供了的理论基础。(本文来源于《西安工业大学》期刊2013-10-12）
大气风场探测论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
目的深入了解掌握临近空间大气风场的扰动状态,给临近空间飞行器的精确入轨、有效运行提供可靠的环境信息。方法用昆明站(25.6°N,103.8°E)临近空间观测平台中的MF雷达开展临近空间大气风场扰动观测。基于谐波拟合方法得到昆明地区2008年8月至2010年8月期间的周日和半日潮汐分量及背景风场,分析昆明地区临近空间80~100 km之间潮汐波动的变化特征。结果周日潮汐振幅具有明显的年变化和半年变化,最大值均出现在10月份和3月份的86~92 km高度范围内,同时第一年度的潮汐幅度明显强于第二年度,类似准两年变化。纬向半日潮汐的变化特征不是非常明显,而经向半日潮汐在88~94 km之间具有年变化,在其他高度处则出现多个峰值。结论潮汐相位的变化结果表明潮汐的下行传播,潮汐振幅的高度变化符合先增大后减小的特征,呈现胞状结构。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
大气风场探测论文参考文献
[1].冯玉涛,武魁军,傅頔,郝雄波,武俊强.基于氧分子O_2(a~1Δ_g)O_(19)P_(18)发射谱线的平流层、中间层大气风场星载探测可行性探讨[J].光子学报.2019
[2].李娜,陈金松,丁宗华,许正文,林乐科.临近空间大气扰动风场的探测与分析[J].装备环境工程.2017
[3].冯玉涛,李娟,赵增亮,原晓斌,余涛.大气风场探测星载干涉光谱技术进展综述[J].上海航天.2017
[4].唐远河,崔进,郜海阳,屈欧阳,段晓东.地基气辉成像干涉仪探测高层大气风场的定标研究[J].物理学报.2017
[5].沈静.中高层大气风场探测多普勒非对称空间外差技术研究[D].中国科学技术大学.2017
[6].胡熠.Fabry-Perot干涉仪探测热层大气风场数据分析[D].武汉大学.2017
[7].石大莲.中高层大气风场探测F-P干涉仪的数据反演算法与定标方法研究[D].中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所).2015
[8].王盼盼,周晨,宋杨,张援农,赵正予.大气风场和温度对无线电声波探测系统探测高度影响的数值研究[J].物理学报.2015
[9].李陶,方欣.钠激光雷达对中间层顶大气温度和风场的探测[J].安徽师范大学学报(自然科学版).2015
[10].冯麟.基于偏振阵列的高层大气风场探测系统的理论研究[D].西安工业大学.2013
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