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机场、发射场云层激光反射特性分析

专 业: 兵器发射理论与技术
关键词: 激光云高仪 云层的分类 云层激光反射特性 分析与仿真
分类号: V553  V555.2
形 态: 共 102 页 约 66,810 个字 约 3.196 M内容
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内容摘要


机场、发射场的气象观测是航空器、航天器安全升空的重要前提。

用激光进行气象观测,尤其是进行云的观测,比较直观、高效、准确。

分析云层的激光反射特性是利用激光雷达进行气象观测的理论基础。

本文首先论述了激光测云的基础理论知识,包括大气物理理论、光的散射理论、激光雷达工作原理等。

其次,依据大气光学中的Mie散射理论,对探测云层的激光波长进行了定量的分析,并给出了最优的激光波长;推导了雾、霾、云、大气的衰减随高度变化的规律,给出了云层激光回波特性的计算公式。

最后,运用激光雷达方程,对一些不同的气象条件下的云层激光反射特性进行了计算机仿真。

通过仿真,可以得出以下四点结论。

一是由于云的回波信号比正常大气的回波信号要强得多,所以能够比较直观、比较准确地识别出正常云层的高度,甚至是非常稀薄的云层的高度。

若激光能穿透多层云,还可以直观地判断出云的厚度和层数。

二是由于不同种类的云的回波信号特征可以完全相同,所以凭一次回波信号分析可以判断出云底的高度和云层的厚度,不能准确判断云层的种类。

三是若想判断云层的种类,需要对云层所在的空间进行分层精细扫描,得到所要观测云层的三维立体图,然后对照不同云层的特征进行识别。

四是可以识别..……

全文目录


第一章 绪论
1.1 论文的目的与意义
1.2 当前的发展现状
1.3 论文完成的主要工作
第二章 激光测云的理论基础
2.1 大气物理
2.1.1 大气动力理论
2.1.2 大气层概貌
2.1.3 大气模式
2.1.4 大气折简高度
2.1.5 大气光学路径的等效变换
2.2 大气光学
2.2.1 辐射度学与光度学度量单位比较
2.2.2 光与物质的相互作用
2.2.3 衰减的度量
2.2.4 能见度
2.3 雾、霆、云的理论基础
2.3.1 雾
2.3.2 霾
2.3.3 云
2.4 粒子的 Mie散射
2.4.1 强度分布函数
2.4.2 角散射截面和总散射截面
2.4.3 体角散射系数与体总散射系数
2.4.4 效率因子
2.5 Rayleigh散射
2.6 测云激光雷达的工作原理
第三章 激光测云的理论分析
3.1 激光雷达方程的一般形式及参数分析
3.2 霾的体总散射系数和体角散射系数分析
3.3 测云激光雷达的波长选择
3.4 大气、霾、雾、云的激光反射特性分析
3.5 激光测云中的信号处理方法
3.5.1 强背景噪音下微弱信号的提取
3.5.2 高度规格化
第四章 激光测云的仿真研究
4.1 测云激光雷达的参数选择
4.2 云层的建模
4.3 云层激光回波特性分析和计算
4.4 激光测云回波仿真流程图
4.5 不同条件下的仿真结果
第五章 结论
第六章 结束语
6.1 本文的主要工作
6.2 进一步的研究工作
6.3 特别说明
附录1: Rayleigh角散射系数和相函数
附表2: Rayleigh总散射系数和折射率项
附录3: 散射效率因子
参考文献

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中图分类: > V553 > 航空、航天 > 地面设备、试验场、发射场、航天基地 > 发射设施及发射试验研究
其他分类: > V555.2 > 航空、航天 > 地面设备、试验场、发射场、航天基地 > 试验场安全及技术勤务保障

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