均匀大气中氧气A带平均透过率快速计算模型

利用逐线积分方法,建立了一种均匀大气中氧气A吸收带平均透过率快速计算模型.模型采用等波数间隔取样,能根据大气温度和压强自动选择谱线线形,并利用直和模型进行快速近似计算Voigt线形函数.在不同大气模式下设置不同传输路径,利用该模型计算氧气A带平均透过率与路径长度关系曲线,并将计算结果与Modtran软件计算结果进行对比.从对比结果可知,不同路径下模型计算的平均氧气透过率最大相对误差均小于2％,计算时间均小于1s,具有较高的准确度和计算实时性.计算结果表明该模型能够在均匀大气中对氧气A带平均透过率进行快速准确计算.     

快速精确计算大气透过率的微机软件包—FASCODE

FASCODE是快速大气信息程序(Fasf Atmospheric Signature CODE)的简称。程序用FORTRAN语言编写。它最先由美国空军地球物理实验室(AFGL)提供,本文介绍的是第二版本(FASCOD2),周凤仙于1989年从美国威斯康星大学空间科学工程中心引进了该软件,并在这一软件基础上进行研究和再开发,目前已向用户开放,本文作者编写了能阅读FASCOD2二进制输出文件的程序以及计算从卫星上探测大气温度和湿度结构的各红外通道的透过率和权重函数程序。还通过计算建立了665～696cm~(-1)波段内,从空间到地面共40层的大气辐射透过率样品文件,便于用户在此基础上进行扩展,以满足通道选择研究     

基于辐射传输数值模型PCOART的大气漫射透过率精确计算

分析了中国第一颗海洋水色卫星(HY-1A)大气漫射透过率模型的计算精度,结果表明,当气溶胶光学厚度或天顶角较大时,该模型计算相对误差可>5%,最大可达50%以上,不适用于高纬度海区(纬度>60°).在此基础上,利用海洋-大气耦合矢量辐射传输数值计算模型PCOART,进行了大气漫射透过率的精确计算.通过与SeaWiFS精确大气漫射透过率查找表计算结果的比较,表明利用PCOART计算大气漫射透过率的相对误差<1.5%,且当观测天顶角<60°时,相对误差<0.5%,可以用来生成我国海洋水色卫星遥感器的精确大气漫射透过率查找表.     

一种计算大气透过率的方法

在简要分析大气透过率的基础上,提出了一种基于大气光谱辐射亮度的计算大气透过率的新方法,并详细地介绍此方法的理论推导过程.新方法需要的数据容易测量,可有效地降低计算大气透过率的难度,减少工作量,并且能提高计算结果的时效性.     

1064nm激光大气透过率数据库的建立与应用

利用FASCODE计算出1064nm激光的大气透过率,建成透过率数据库,该数据库对应的大气模型为中纬度夏季,斜程范围为(0～10)kin(间隔0.1km),仰角范围为0°～90°(间隔5°),地面能见度范围为(5～20)km(间隔1km),数据库可以根据需要进行扩展.通过对透过率数据曲线进行分析,发现有极少数的数据点不合常理,即随距离增加透过率也略微增加,这是FASCODE软件的Bug.为此,编写了数据修正程序,利用人工介入方法剔除不合常理的数据点;并采用三次c样条插值的方法,补充被剔除的数据点.修正后的数据库,便于在相关软件的迭代计算中调用,如用于激光制导武器作战训练、光电对抗仿真等课题的研究.     

762 nm氧分子吸收带在非均匀大气中不同投射角的大气透过率准确模型

762 nm氧分子吸收带的大气透过率模型用包含温度和气压的多项式表示,其多项式系数表示为入射角的余弦的另一个幂级数.类似地,还给出了平均大气透过率模型.数值试验表明,在绝大多数情况下,透过率模型与平均透过率模型的拟合误差(RMS)分别小于0.0001和0.0005,其极大误差分别小于0.0005和0.003.此二模型已用于从空间探测气压廓线的研究.此外,还给出了大气透过率间隔误差的订正方法.     

一种计算红外辐射大气透过率的数学模型

从分析红外辐射在大气中传播的影响因素出发,分别给出大气吸收、大气散射和气象衰减的衰减系数,并计算出倾斜路程的海平面水平等效路程,最后给出一种计算红外大气透过率的数学模型.     

一种混合编程的大气透过率计算软件研究

用大气环境仿真手段深入研究大气环境特征及其模型，对于优化武器系统设计提高武器系统环境适应性能及其作战能力都是非常必要的。利用MODTRAN大气模型计算软件完成大气环境仿真与建模，同时应用VC和FORTRAN 2种语言混合编程——大气透过率计算软件，输出的结果与大气模型计算软件计算的结果相符合。     

CART软件计算的红外大气透过率和实测值比较

初步完成了一套通用大气辐射传输软件的研制,它是一套基于我国大气模式的采用独特算法的大气辐射传输软件,可用来较快速地计算大气光谱透过率、大气热辐射、大气散射辐射和太阳直接辐照度,光谱分辨率为1cm-1。利用中近红外傅里叶光谱辐射计FTIR测得的水平红外大气透过率来验证CART软件计算水平路径上红外大气透过率的精度。比较结果表明：CART软件计算的水平大气透过率和实测值的误差最大小于0.1,均方根大约为0.04。这可以说明CART软件计算水平红外大气透过率是可靠的。     

球面分层大气中射线传输轨迹的精确计算

给出了球面分层大气中确定射线传输轨迹的理论和数值计算方法。从Snell定律出发,利用球面坐标系中二维曲线的曲率方程,讨论了各种入射条件下射线的传输路径与大气折射指数分布之间的函数关系。数值地给出了球面分层大气中视距传输和反射传输时射线的仰角、轨迹长度、有效反射区等参量与大气折射指数梯度的关系,并和均匀大气中的射线传输进行了比较。     

不同版本HITRAN数据库中红外波段上行传输透过率的计算

为比较不同版本数据库对透过率计算精度的影响,利用逐线积分辐射传输模式,对比分析了HITRAN 2k、HITRAN 04和HITRAN 08数据库在中红外波段（2~12 m）、四种初始高度（1、10、15、20 km）上行大气传输分子透过率的差异。结果表明,在4种初始高度上,04版本的平均绝对偏差均比2k版本小,而且在某些波段上对应的绝对偏差均较大:在1 cm-1分辨率时,仅考虑CO2吸收,04、2k版本对应的最大绝对偏差为0.338（2.696 m）和0.394（2.749 m）;在0.1 cm-1分辨率时,考虑7种分子吸收,04、2k版本对应的最大绝对偏差达到了0.95（4.191 m）和0.936（3.568 m）。在计算中红外波段不同初始高度上行大气传输透过率时,采用旧版本的HITRAN数据库在某些波段会产生相当大的误差。     

大气消光系数的透过率迭代法求解研究

通过激光雷达对近地面层大气探测,利用透过率迭代法导出了大气消光系数的求解公式。     

红外辐射大气透射率求解模型的建立与分析

红外辐射大气透射率对目标辐射的测量精度影响很大。分析了红外辐射在大气中的传输衰减,建立了红外辐射大气透射率的求解模型。利用编制的红外辐射大气透射率计算程序研究了特定辐射路径下的大气透射率在一日内的变化情况,对不同气象条件和辐射路径下的大气透射率进行了计算,研究了大气温度、相对湿度、路径起始高度、辐射路程、天顶角对大气透射率的影响,并对计算结果进行了分析。计算结果对精确计算红外辐射大气透射率和研究气象条件、路径几何参数对红外辐射大气透射率的影响具有一定的指导意义。     

中红外波段高空大气传输透过率及热辐射计算

使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN 96、2k、04及08版本）对比计算了中红外 2~5 m波段在中纬度夏季（45N,7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射,结果表明:透过率随着下行传输路径减小而增大,热辐射随着传输路径的减小而降低,适当的减小传输路径可以降低高空大气对光电系统应用的影响。96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上透过率的平均绝对偏差均较小,但在某些波段绝对偏差较大,如 HITRAN2k在100~10 km传输路径上的绝对偏差最大达到了0.81;96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上热辐射的平均绝对偏差的数量级均为10-6,04版本的平均绝对偏差并非在所有路径中是最小的。计算不同传输路径的大气透过率和热辐射时,采用旧版本的数据库在某些波段可能会产生相当大的误差。     

大气光学特性对激光工程影响的概率分析

大气光学特性具有复杂的空间和时间变化特性，它对激光工程的影响不能简单地评价。要透彻地了解激光工程系统在使用地区受大气影响的全貌，必须全面地分析各种可能的大气状态下激光传输的效果，使用概率进行评价。以合肥骆岗机场近地面0.946 μm的激光水平传输2 km为例，在全年大气条件下从大气分子吸收、大气气溶胶粒子消光和大气湍流效应各方面详细分析了传输效果，得到了传输效果的概率分布特征，说明了大气对激光工程影响的复杂性，为相关应用分析提供了示范。     

来袭飞机的红外辐射及其大气传输特性研究

研究了来袭飞机的三个主要红外辐射源(尾焰、尾喷管和蒙皮)的红外辐射特性,以及各自主要辐射波段在大气中衰减的情况。通过优化模型,计算得到了其各自主要辐射波段的红外辐射强度。并根据三个辐射源各自主要辐射波段的大气透过率的计算,得到经过相同大气路程衰减后,最终到达红外探测器的辐射强度。     

海空背景长波红外大气透过率的仿真计算方法

红外光波波段海空背景大气透过率的仿真计算在原有理论计算的基础上,修正了海背景中大气饱和水汽压的计算,推出了沉积水量的表达式,考虑了不同高度分子吸收问题,分别拟合出了在海平面水平路程上由波长和沉积水层厚度决定的水汽光谱透过率函数以及由波长和路程长决定的二氧化碳光谱透过率函数,分析了臭氧的影响,给出了大气透过率的表达式。     

基于蒙特卡罗方法的烟幕透过率计算与分析

烟幕透过率是表征烟幕干扰性能的重要参数。以等效粒径为0.1μm的石墨为例,就不同形状的石墨粒子组成的烟幕,基于蒙特卡罗方法对烟幕透过率进行了数值计算。利用Mie散射理论和离散偶极子近似(DDA)方法分别计算了球形粒子、椭球形粒子和圆柱形粒子对1.06μm波长的入射光单次散射的消光参量。对于入射光在烟幕中的传输,建立了蒙特卡罗模拟计算模型,利用MATLAB语言编制了相应的计算程序,给出了不同纵横比的椭球形粒子和圆柱形粒子相应的烟幕透过率计算结果,并和等体积球粒子相应的烟幕透过率进行了比较分析。结果表明:透过率与烟幕中粒子形状、粒子数密度、入射光的入射角度及烟幕厚度有关,粒子形状越偏离球形,对应透过率越小。