1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了研究极端温度环境对跟踪望远镜指向精度的影响,利用ANSYS Workbench有限元分析软件,建立跟踪望远镜机架的有限元模型,通过稳态热分析,得到高、 低温环境中机架在太阳辐射、空气对流、电器件产热及热传导作用下的温度场分布;通过结 构静力学分析,得到机架在以上温度场作用下的热变形。分析结果表明在高、低温工况下, 机架轴系的偏斜角均小于30′′,在误差允许范围内。极端温度环境中跟踪望远镜 机架的方位转轴、俯仰转轴及光路视准轴基本没有发生偏斜,跟踪望远镜的指向精度几乎没有受到影响。
几何光学 跟踪望远镜 对流换热 稳态热分析 结构静力学分析 geometrical optics tracking telescope convection heat transfer steady-state thermal analysis static structural analysis
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
在昼夜观测恒星测量恒星宽光谱成像信号强度的基础上, 首先通过MODTRAN软件结合系统参数、恒星光谱特征研究了宽光谱信标利用Langley法标定大气透过率的标定误差, 据此通过标定恒星成像强度得到了整层大气宽光谱透过率; 然后, 利用大气模式研究了晴朗大气条件下宽光谱大气透过率与激光波段大气透过率的关系, 进一步得到了532 nm和1 064 nm的整层大气透过率; 最后, 将白天时段观测恒星测量的大气透过率与太阳辐射计观测太阳得到的透过率进行了实验对比。结果表明: 两种方法得到的大气透过率时间变化趋势一致、大小相仿。在此基础上开展了整层大气透过率的连续观测, 获得了整层大气透过率的昼夜连续数据、特别是获取了晨昏时段弱湍流时刻的整层大气透过率数据; 文中所开展的工作丰富了整层大气透过率的测量手段, 对地基激光工程研究和应用有促进作用。
整层大气透过率 昼夜观测 宽光谱测量 total atmospheric transmittance day and night observation wide spectral measurement 红外与激光工程
2019, 48(3): 0311001
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
基于大气相干长度和等晕角综合测量系统在中国西部地区的长期测量资料，分析了大气相干长度和等晕角的时间变化和统计分布特征，给出了白天、夜间、傍晚转换时刻三个时段大气相干长度和等晕角的平均值和标准差。对原始数据的概率分布统计表明，不同地区不同月份大气相干长度和等晕角近似满足对数正态分布，并采用样本偏度和样本峰度描述样本分布同正态分布的偏离程度。分析了大气相干长度和等晕角月平均值的相关性，定性评估了不同时段高层湍流和近地湍流对大气相干长度和等晕角的贡献。
大气光学 大气相干长度 等晕角 对数正态分布 相关性分析
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
在光电扫描系统中,热晕驻区会对激光大气传输能量产生严重的衰减,而热晕驻区出现的概率是由大气 风速风向联合概率决定的。由合肥地区2007年5月至2011年6月的对流层风廓线雷达1 h平均风场数据,根 据最小二乘法原理,分别拟合Frechet、Gumbel和Weibull概率分布,得到拟合参数及相关系数和剩余标准 差,从而比较得到最优分布模型;在上述方法拟合不出较好结果的情况下,由样本数据,根据圆形正态 概率分布的特点,计算出纬向风和经向风平均值和均方差,这样也可以得到风场概率随风速和风向的 关系,从而计算某一风场对应的概率。
激光大气传输 光电扫描系统 风场 联合概率密度函数 laser propagation through atmosphere photoelectricity scanning system wind field joint probability density function
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
设计了以TMS320DM6437为核心的信标光高速探测与处理系统。由于TMS320DM6437内存较小, 片内数据内存只有128 KB,大量的数据图像无法一次移入片内RAM,这就使得现有的图像质心 跟踪算法无法在TMS320DM6437上快速运行。针对这一问题,在质心跟踪算法的基础上提出了 一种新的数据处理方法,使之在保持质心跟踪算法的跟踪精度、可靠性的同时可以高速运行在小内存的DSP系统上。
质心跟踪算法 小内存 DSP DSP DM6437 DM6437 centroid tracking algorithm small RAM
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室,安徽 合肥 230031
湍流强度廓线激光雷达通过测量各层的大气相干长度来获得湍流强度廓线。从测量的大气相干长度直接 反演湍流强度廓线会出现很大的噪声增益。介绍了一种通过求导并结合理查森迭代方法来反 演湍流强度廓线,并对这种方法进行了数值模拟。通过反演两种典型系数下的 Hufnagel-Valley(H-V) C2n模式廓线,两参数下反演廓线和原始廓线的平均相对误差分 别为7.8%和10.6%,结果表明该算法具有较高的精度。
大气光学 激光雷达 反演算法 数值模拟 光学湍流 atmospheric optics lidar inversion numerical simulation optical turbulence
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
利用波面算法和差分像运动法对湍流强度廓线激光雷达采集的测量数据进行了处理,对两种不同数据 处理算法得到的大气相干长度结果进行了比对分析,结果发现波面法第三阶系数方差得到的大气相干长度精度较高。
大气光学 湍流强度廓线激光雷达 大气相干长度 算法 atmospheric optics turbulence profile lidar atmosphere coherence length algorithm
中国科学院 大气成分与光学重点实验室,合肥 230031
介绍了一种利用成像激光光斑测量大气湍流廓线的激光雷达原理。通过对分层大气湍流的光束波面变化的测量,获取各分层大气湍流的相干长度,据此利用平面波近似算法反演湍流强度廓线。通过搭建的大气湍流廓线激光雷达实验系统获得了湍流廓线的实验数据,并且与系留飞艇搭载的温度脉动仪在同时段固定高度进行了对比实验,验证了近似递推算法的可行性。最后对实验中出现的误差进行了讨论。
大气湍流廓线 大气相干长度 激光雷达 折射率结构常数 atmospheric turbulence vertical profiles atmospheric coherent length lidar refractive index structure parameter 强激光与粒子束
2009, 21(12): 1795
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
2 陕西省气象局,陕西,西安,710015
介绍了一种新颖的利用激光雷达测量湍流廓线的原理,通过对经过分层大气湍流的光束波面误差的测量,获取各分层大气湍流的相干长度,据此利用一定的算法反演湍流强度廓线.通过大量的实验,验证了通过测量波面误差获得大气折射率结构常数这种方法的可行性.提出了在一定近似条件下利用平面波积分方程的递推算法反演大气折射率结构常数,获得了较为满意的相似度,并且与球面波算法进行了比较,分析了各自的反演效果.
大气相干长度 湍流强度廓线 瑞利信标 聚焦光束
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心,安徽,合肥,230031
对采用光波波段测量大气湍流强度廓线的湍流廓线激光雷达进行了研究.介绍了湍流廓线激光雷达控制系统的设计和实现,运用Visual C++语言编写软件,通过单片机实现了对像增强器、发射望远镜和接收望远镜焦距的有效调节,实现了基于NT平台下的端口操作.
大气光学 大气湍流强度探测 像增强器 接口控制
