利用1998～2007年13个等压面的探空资料,对全国五个区域高空温度、相对湿度的年平均和季节平均分布特征进行 了分析。结果表明:五个区域高空,白天年平均温度和相对湿度随高度增加的变化趋势与夜晚的变化趋势相似; 年平均温度随高度增加而减小,在100 hPa附近降到最低值后随高度增加开始增大;年平均相对湿度随高度增 加而减小;年平均高空温度和相对湿度具有明显的南北差异;四季五个区域高空平均温度和相对湿度与年平均的 变化趋势相似,尤其是秋季。

利用POLDER偏振资料反演了北京市2005～2010年的气溶胶光学厚度,并利用AERONET北京站点 提供的观测资料证明了结果的可靠性,通过对反演结果的统计和对比分析研究了气溶胶光学厚度的 时间及空间变化特征。结果表明,在空间上,气溶胶光学厚度表现为东南部较高,西北部相对较低,呈现 出由东南向西北降低的趋势。在时间上,研究时段内气溶胶光学厚度随着时间的推移呈降低趋势； 不同月份的气溶胶光学厚度也有较明显的差异,在7月达到全年中的峰值,为0.65, 11月达到最低值0.2； 不同季节的气溶胶光学厚度表现为春夏季节大于秋冬季节,夏季最大,秋季最小。

O4 斜柱浓度的准确获取,对气溶胶廓线反演具有重要意义。介绍了基于被动多轴差分吸收 光谱仪(MAX-DOAS)监测O4 斜柱浓度的误差修正方法,用于准确获取O4 斜柱浓度。通过 对比30°仰角O4 斜柱浓度MAX-DOAS测量结果和大气辐射传输模型模拟结果,获得修 正系数,利用修正系数修正各个角度的斜柱浓度值,消除O4 吸收截面不准确造成的反演结果 误差,提高了O4 斜柱浓度精度。研究方法应用于合肥地区O4 斜柱浓度的准确监测,为下一 步气溶胶廓线精确反演提供了数据支持。

为对炉渣中的Ca、Mg含量进行定量分析,将反向传播神经网络与激光诱导击穿光谱技术相结合,采用自适应 学习速率结合附加动量的方法对25种样品进行网络仿真训练,建立了定标模型。鉴于网络输入对提高测量结 果重复性和准确性的影响,训练过程中着重研究了仅使用元素谱线积分强度及将一段背景谱线强度与元素谱 线积分强度相结合的两种网络输入对网络性能的影响,并在非训练样品中任意抽取5种样品,对定标模型进 行了验证。结果表明,在分析成分复杂的炉渣中的Ca、Mg含量时,采用加入一段背景谱线积分强度的网络输 入,神经网络能够更充分的利用光谱中的信息,对消除基体效应和谱线之间的干扰具有较好的预测效果。

基于数字摄像技术的夜间能见度仪是利用人眼观测原理研制的一种适用于夜间的能见度观测的仪器。通过CCD采集的 光源图像的亮度信息来反演能见度,关键技术在于能够准确分割出目标光源和黑体的图像。介绍了一种基于控制标记 符的分水岭分割的光源图像处理方法。实验验证了该方法具有很好的提取目标光源亮度信息的效果,能达到夜间能见 度观测的要求。与Vaisala FD12前向散射能见度仪的结果进行相关性对比,具有较好的一致性。

为了实现基于四象限探测器的太阳自动跟踪,首先分析了四象限光电探测器工作原理,并说明了选择四 象限探测器的依据,介绍了使用四象限探测器进行太阳跟踪的装置,深入研究了太阳光斑几何位置与小孔光阑、 四象限探测器安装位置可能存在的偏差影响,对四象限探测器与I－V转换电路系统进行了一致性分析,评价了 一致性对跟踪精度的影响,最后介绍了跟踪时四象限探测器电压值存在偏差的原因和合理性。实验证明,基于 四象限探测器的跟踪装置适用于高精度太阳跟踪。

在处理拉曼雷达回波信号过程中,采用小波去噪法进行算法反演前的数据预处理,针对小波去噪的核心 问题-小波基的选择和阈值的设定提出了自适应分层阈值软门限去噪的方法,并选择了不同的小波基组 合软硬阈值对去噪结果进行了对比。经实验数据验证,相对传统的滑动平均滤波,纯粹的细节和抑制全局 阈值法,自适应分层阈值软门限在获取相同信号、保持相同能量的前提下能更好地恢复信号;在有云情况 下信号的尖峰结构也没有变化,有效地抑制了噪声,提高了细节识别度和反演精度。

运用DSP图像处理的解决办法,设计了一套基于DSP数字图像处理技术的板带纠偏电视检测可视 化系统。 DSP计算速度快、可并行处理,成功解决了视频检测数据处理量大、系统实时性要求高之间的 矛盾。设计中所选取的TMS320DM642芯片作为一款专用的数字多媒体处理芯片,具有丰富的外围接口和特色 的视频图像采集功能,这就使该图像处理模块集成了图像的采集回放与图像处理的功能,摒弃了单独的图像 采集卡,避免了数据传输过程中所出现的问题。在深入研究DSP系统的基础上,制定了系统实现的方法并在实 验室条件下实现了板带纠偏与视频检测,检验结果完全能够满足实时性和精度要求。

大气效应对通信链路的影响限制了自由空间光通信技术的应用,研究其影响机理和改善方法有利于降低光通信 链路的误码率,提升通信速率及距离。总结了大气对自由空间光通信的影响机理,指出了不同大气效应对光通 信的影响形式,其中包括光强衰减、脉冲展宽、光强起伏和闪烁、光束漂移、光束扩展、相位起伏等。综述了现有 的大气影响改善方法,主要包括大孔径接收、多波长传输、多光束传输、部分相干光传输、自适应光学等技术,并 简述了进一步开展工作的方向。

DTF型系列太阳光度计在合肥地区测量大气气溶胶光学厚度(AOT)和可降水量(PWV),并与其它测量仪器进行对比验证,各仪 器之间测量结果日变化趋势具有很好的一致性。对比分析结果显示:太阳光度计之间测量气溶胶光学厚度和可降水量的 均方根误差都在8%以内;太阳光度计测量的可降水量与微波辐射计测量的水汽含量进行对比,均方根误差约5%。通 过对比验证和误差分析, DTF型太阳光度计测量AOT和PWV具有较高的可靠性。

气溶胶的复杂性及难以现场测量性造成了1.06 μm激光传输特性与气候、地域密切相关且 难以计算。在经典大气传输理论模型的基础上,提出了1.06 μm激光大气衰减系数理论计算 模型的构建方法,将理论计算与实际天气情况相结合,实现了1.06 μm激光衰减特性的实时计 算,简化了激光大气衰减特性的工程计算。通过绥中地区不同能见度下激光衰减系数的实测实 验,得到了2.5 km、3 km、5 km、10 km、12 km、14 km、20 km七种能见度 下的1.06 μm激光大气传输衰减系数,构建了绥中地区激光大气衰减系数理论计算模型,验证了该方法的可行性。