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申请/专利权人：中国科学院云南天文台
摘要：本发明提供了一种基于激光波前到达角起伏的局部区域大气湍流测量方法，涉及大气光学测量技术领域，该方法通过光纤分束器将来自单一激光源的光分成多路，形成具有不同基线长度B的激光束阵列；采用具有较高分辨率的成像望远镜和高速的CMOS采集相机作为接收装置，捕捉通过大气湍流后的激光光斑图像；大气湍流会使激光的波前到达角产生畸变和起伏，从而使得成像后的激光光斑像的中心产生偏移；通过测量不同基线上的激光光斑中心的偏移以及对不同基线长度的激光波前到达角的协方差进行计算，可以实时获得大气湍流的廓线数据；基于激光波前到达角的波动方差和协方差，推导出大气湍流的强度和高度分布，能够实现长期稳定的测量大气湍流参数。
主权项：1.一种基于激光波前到达角起伏的局部区域大气湍流测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：激光阵列设置：通过光纤分束器将来自单一激光源的光分成多路，形成具有不同基线长度的激光束阵列；接收与测量装置：采用成像望远镜和CMOS采集相机作为接收装置，捕捉通过大气湍流后的激光光斑图像；数据处理与分析：通过测量不同基线上的激光光斑中心的偏移以及对不同基线长度的激光波前到达角的协方差进行计算，可以实时获得大气湍流的廓线数据；湍流特性计算：基于激光波前到达角的波动方差和协方差，推导出大气湍流的强度和高度分布；其中，利用vonKarman湍流模型，对不同基线长度的波前到达角协方差进行计算，波前到达角协方差公式为： 其中，是波前到达角的波动方差，是平行激光束的直径，基线长度为B的波前到达角的协方差为： 其中，是阶的贝塞尔函数,是X轴方向的基准角；在=0时，大气模型有： 式中，为湍流大气强度轮廓线，为外尺度；对于固定的外尺度，假设BD,使用差分处理计算出波前到达角的差分方差，利用激光束来组成不同基线B来使用加权最小二乘法来拟合并计算出局部区域性的大气湍流强度，归一化的加权参数为： 其中：n是基线数，作为每个空间协方差的加权系数；是的方差；通过改变模型的非固定参数和计算，使最小，估算每个点的大气湍流强度。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 中国科学院云南天文台 基于激光波前到达角起伏的局部区域大气湍流测量方法
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