被動(dòng)遙感探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)

目錄
序
前言
上篇 衛(wèi)星遙感被動(dòng)探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)
第1章 被動(dòng)遙感探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)的進(jìn)展 3
1.1 被動(dòng)遙感探測(cè)高層大氣的儀器選介 5
1.2 成像干涉技術(shù) 9
參考文獻(xiàn) 11
第2章 廣角邁克爾孫干涉儀探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng) 14
2.1 WINDII“四強(qiáng)度測(cè)風(fēng)法”探測(cè)高層大氣風(fēng)速和溫度 14
2.2 WINDII的主要技術(shù)特征 17
2.2.1 WINDII概況 17
2.2.2 WINDII的成像光學(xué)系統(tǒng) 19
2.2.3 WINDII的廣角MI 19
2.2.4 WINDII兩視場(chǎng)的延時(shí)觀(guān)測(cè) 20
2.2.5 WINDII的光學(xué)濾光 21
2.2.6 WINDII的靈敏度 22
2.3 WINDII的定標(biāo) 23
2.4 遙感探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng)的探測(cè)器 25
2.5 WAMI的鍍膜靜態(tài)測(cè)風(fēng)模式 26
2.6 PAMI的改變偏振態(tài)測(cè)風(fēng)模式 28
2.7 DASH的測(cè)風(fēng)模式 30
參考文獻(xiàn) 32
第3章 HRDI和TIDI探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng) 34
3.1 FPI干涉儀探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)的基本原理 34
3.2 HRDI探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)模式 36
3.2.1 HRDI概述 36
3.2.2 HRDI光學(xué)系統(tǒng) 37
3.2.3 HDRI的3個(gè)FPI標(biāo)準(zhǔn)具組合測(cè)風(fēng) 37
3.2.4 HRDI的像平面探測(cè)器 41
3.2.5 WINDII與HRDI探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng)的比較 42
3.3 TIDI探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)模式 43
3.3.1 TIDI概述 43
3.3.2 TIDI的儀器特點(diǎn) 44
3.3.3 TIDI的觀(guān)測(cè) 45
參考文獻(xiàn) 47
第4章 高層大氣波動(dòng)特征 49
4.1 MLT區(qū)域的重要性 49
4.2 大氣波動(dòng) 49
4.3 大氣行星波 50
4.4 大氣潮汐 52
4.4.1 大氣潮汐的主要特征 52
4.4.2 大氣的太陽(yáng)遷移潮和非遷移潮 53
4.5 大氣重力波 54
4.6 臭氧層空洞及平流層的爆發(fā)性增溫 56
4.6.1 臭氧層破壞的主要原因 56
4.6.2 平流層的爆發(fā)性增溫事件 57
參考文獻(xiàn) 58
第5章 地球高層大氣的氣輝輻射 61
5.1 大氣氣輝輻射的基本特征 61
5.1.1 氣輝與極光 61
5.1.2 地球氣輝輻射特征 62
5.2 氣輝的光化學(xué)反應(yīng) 63
5.2.1 O(1S)557.7nm和O(1D)630.0nm氣輝 63
5.2.2 O(1S)557.7nm氣輝的體發(fā)射率 64
5.2.3 O2(0-1)867.7nm氣輝的體發(fā)射率 65
5.2.4 ***負(fù)帶427.8nm、470.9nm和N2**正帶670nm氣輝 66
5.2.5 OH(8-3)帶732.0nm/734.0nm氣輝 68
5.2.6 O+(2P)732.0nm/733.0nm和O2762.0nm 氣輝 68
參考文獻(xiàn) 71
第6章 儀器的正演模型 72
6.1 正演模型的基本概念 72
6.2 WINDII的正演 73
6.2.1 邁克爾孫方程的一般形式 73
6.2.2 WINDII的邁克爾孫方程 75
6.3 正演模型的誤差 77
參考文獻(xiàn) 78
第7章 WINDII的洋蔥剝皮反演算法 79
7.1 大氣信號(hào)(表觀(guān)量)的反演 79
7.2 體發(fā)射率、譜線(xiàn)調(diào)制度和多普勒相位的反演 80
7.2.1 在一定約束條件下χ 2 函數(shù)的極小化 81
7.2.2 洋蔥剝皮反演算法 83
7.3 多普勒溫度和風(fēng)場(chǎng)的反演 84
參考文獻(xiàn) 87
下篇 地基遙感被動(dòng)探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)
第8章 強(qiáng)光局部選通成像儀和微光增強(qiáng)成像探測(cè)器 91
8.1 基于透射式液晶的強(qiáng)光局部選通成像探測(cè)器 91
8.1.1 氣輝亮度與照度的關(guān)系 91
8.1.2 強(qiáng)光局部選通成像器 93
8.2 基于透射式液晶的眼控防眩光成像儀 99
8.3 基于透射式液晶的強(qiáng)光局部選通智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) 101
8.4 基于透射式液晶和像增強(qiáng)器選通模擬探測(cè)氣輝和極光 102
8.5 基于磁鏡的痕量電子約束器 103
8.5.1 磁鏡約束電子的基本原理 103
8.5.2 基于磁鏡陣列的像增強(qiáng)器 104
8.5.3 基于磁鏡陣列的痕量電子約束器 110
參考文獻(xiàn) 111
第9章 GBAII探測(cè)地球高層大氣風(fēng)場(chǎng) 113
9.1 GBAII的光學(xué)結(jié)構(gòu) 113
9.1.1 GBAII的光學(xué)結(jié)構(gòu) 113
9.1.2 GBAII使用大空氣隙廣角MI 115
9.2 GBAII的測(cè)溫測(cè)風(fēng)原理 122
9.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)譜線(xiàn)測(cè)溫法 122
9.2.2 四強(qiáng)度測(cè)風(fēng)法 123
9.3 GBAII的光通量研究 123
9.3.1 GBAII & GBAVTII的光學(xué)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 124
9.3.2 GBAII & GBAVTII的光通量 126
9.3.3 兩臺(tái)地基儀器的光通量比較 129
9.4 GBAII的調(diào)制傳遞函數(shù) 133
9.4.1 計(jì)算MTF 133
9.4.2 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果 134
9.5 GBAII的正演和反演 136
9.5.1 GBAII的正演模型 136
9.5.2 GBAII的正演模型方程 140
9.5.3 GBAII的大氣風(fēng)溫反演 142
9.6 GBAII的定標(biāo) 146
9.6.1 GBAII關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo) 146
9.6.2 濾光片的參數(shù)定標(biāo) 147
9.6.3 CCD上干涉條紋中心的定標(biāo) 147
9.6.4 CCD暗噪聲的定標(biāo) 148
9.6.5 CCD平場(chǎng)的定標(biāo) 148
9.6.6 光學(xué)系統(tǒng)衰減系數(shù)的平場(chǎng)定標(biāo) 149
9.6.7 相位步進(jìn)步長(zhǎng)的定標(biāo) 151
9.6.8 光程差隨入射角變化量的定標(biāo) 152
9.6.9 響應(yīng)度的定標(biāo) 152
9.7 GBAII的觀(guān)測(cè)結(jié)果 153
9.7.1 觀(guān)測(cè)模式 153
9.7.2 GBAII觀(guān)測(cè)高層大氣風(fēng)速和溫度 154
9.7.3 GBAII觀(guān)測(cè)高層O2(0-1)大氣柱濃度 157
9.8 GBAII探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng)的精度 159
9.8.1 影響GBAII測(cè)風(fēng)精度的因素 159
9.8.2 GBAII各器件對(duì)測(cè)風(fēng)精度的影響 162
9.8.3 溫控系統(tǒng)對(duì)測(cè)風(fēng)精度的影響 165
9.8.4 更新GBAII部分元件后的室外實(shí)驗(yàn)結(jié)果 167
參考文獻(xiàn) 170
第10章 GBAII-LCoS靜態(tài)測(cè)風(fēng)的理論與實(shí)驗(yàn) 173
10.1 LCoS 的純相位調(diào)制規(guī)律 173
10.1.1 LCoS簡(jiǎn)介 173
10.1.2 LCoS的相位調(diào)制原理 174
10.1.3 LCoS的空間調(diào)制模式和時(shí)間調(diào)制模式 175
10.1.4 LCoS反射率的調(diào)制目標(biāo) 175
10.2 廣角MI-LCoS 177
10.2.1 廣角MI-LCoS 的光程差 177
10.2.2 廣角MI-LCoS的測(cè)試實(shí)驗(yàn) 178
10.2.3 GBAII-LCoS光學(xué)系統(tǒng) 181
10.3 GBAII-LCoS的全波段線(xiàn)性相位調(diào)制 182
10.3.1 尋找LCoS的線(xiàn)性相位區(qū)間 182
10.3.2 LCoS線(xiàn)性區(qū)間的相位步進(jìn)調(diào)制實(shí)驗(yàn) 184
10.3.3 GBAII-LCoS全波段2*相位的線(xiàn)性調(diào)制 188
10.4 GBAII-LCoS的靜態(tài)“四強(qiáng)度測(cè)風(fēng)法”測(cè)風(fēng) 190
10.5 Doppler頻移器模擬室內(nèi)測(cè)風(fēng) 192
參考文獻(xiàn) 195
第11章 GBAII-DASH探測(cè)高層大氣風(fēng)場(chǎng) 197
11.1 閃耀光柵的物理特征 197
11.2 DASH測(cè)風(fēng)的三種方法比較 200
11.2.1 DASH測(cè)風(fēng)關(guān)鍵是提取干涉條紋位相差 200
11.2.2 傅里葉級(jí)數(shù)法測(cè)風(fēng) 203
11.2.3 傅里葉變換法測(cè)風(fēng) 203
11.2.4 “四強(qiáng)度測(cè)風(fēng)法”測(cè)風(fēng) 204
11.3 GBAII-DASH的正演模擬 207
11.3.1 正演方程 207
11.3.2 傅里葉級(jí)數(shù)法測(cè)風(fēng)的正演結(jié)果 208
11.3.3 傅里葉變換法測(cè)風(fēng)的正演結(jié)果 209
11.3.4 “四強(qiáng)度測(cè)風(fēng)法”測(cè)風(fēng)的正演結(jié)果 210
11.3.5 三種測(cè)風(fēng)方法正演誤差 211
11.4 GBAII-DASH光程差對(duì)測(cè)風(fēng)精度的影響 213
11.4.1 小角入射光程差對(duì)測(cè)風(fēng)精度的影響 213
11.4.2 光柵擺放偏差光程差對(duì)測(cè)風(fēng)精度的影響 215
11.4.3 氣輝波長(zhǎng)偏差光程差對(duì)測(cè)風(fēng)精度的影響 215
11.5 GBAII-DASH的反演、仿真及實(shí)驗(yàn) 216
11.5.1 GBAII-DASH的反演研究 216
11.5.2 室外實(shí)驗(yàn)測(cè)風(fēng)結(jié)果 217
11.6 星載TIDI/地基GBAII-DASH探測(cè)西安上空高層大氣風(fēng)場(chǎng)比較 218
參考文獻(xiàn) 219
第12章 GBAII & GBAVTII探測(cè)高層大氣溫度粒子柱濃度、
IER 和重力波等參量 221
12.1 GBAVTII探測(cè)高層大氣溫度 221
12.1.1 GBAVTII的光路設(shè)計(jì) 221
12.1.2 GBAVTII探測(cè)的氣輝譜線(xiàn) 222
12.1.3 雙原子分子氣輝“轉(zhuǎn)動(dòng)譜線(xiàn)測(cè)溫法”的原理 222
12.1.4 GBAVTII的正演 223
12.1.5 GBAVTII的數(shù)據(jù)反演 226
12.2 GBAII & GBAVTII探測(cè)高層大氣氣輝的IER 239
12.2.1 離散的氣輝體發(fā)射率 239
12.2.2 IER表達(dá)式 242
12.2.3 GBAII & GBAVTII觀(guān)測(cè)氣輝的IER 243
12.3 GBAVTII探測(cè)高層大氣柱濃度及其擾動(dòng)特征 245
12.3.1 GBAVTII探測(cè)O2(0-1)夜氣輝的柱濃度 245
12.3.2 O2(0-1)夜氣輝濃度擾動(dòng)引起的波動(dòng)特征 247
參考文獻(xiàn) 250
第13章 展望 252
后記 254
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