一種大氣透過率測量方法與流程
2023-05-17 22:22:11 3
本發明屬於大氣透過率測量技術領域，特別是涉及一種大氣透過率測量方法。
背景技術：
大氣透過率是影響紅外輻射傳輸的重要因素。特定地區上空大氣透過率受氣象影響很大，在較短時間內，大氣的壓強、溼度、氣體密度可發生明顯的變化。透過率會因此而發生較大程度的改變。氣象條件的不穩定性必將給測量大氣透過率帶來極大的困難。傳統的計算大氣透過率方法的缺點是：1)測量工作量大，時效性不強，由於一次測量後得到的數據不能長期使用，不得不頻繁測量；2)當需要測量高空的數據時困難較大,要動用大量的儀器和航空工具；3)不能反映大氣透過率的變化情況。
現有技術中，可見到近紅外波段整層大氣透過率的測量，《大氣與環境光學學報》,2006,1(6):179-183，該文獻通過測量太陽輻射值計算整層大氣透過率的方法簡單易行且精度高。利用自行研製的整層大氣透過率儀測量可見到近紅外波段的太陽直接輻射連續光譜,在可靠定標的基礎上計算出大氣透過率。基於FTIR光譜輻射測量分析大氣透過率，《光學技術》,2005,31(4):627-629，該文獻提出了一種利用FTIR光譜儀進行大氣透過率測量的方法.通過黑體對系統的光譜響應進行標定,由兩點溫度校準得到測量光譜的輻射亮度譜。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種大氣透過率測量方法，通過本振雷射對光信號進行放大，通過外差探測系統增強該光信號；並且進行白天信號光的功率信號採集與黑夜信號光的功率信號採集，該白天時間點與黑夜時間點相差12小時，通過該白天和黑夜的光信號測量，提高大氣透過率測量的準確性。
本發明是通過以下技術方案實現的：
本發明為一種大氣透過率測量方法，包括：
步驟一，目標跟蹤裝置獲取透過大氣層的信號光，分為白天信號光A和黑夜信號光B；
步驟二，將步驟一得到的信號光和本振雷射在外差探測器中進行光學混頻得到外差信號，將該外差信號依次經過低通中頻濾波器、平方律特性探測器、帶通濾波器處理後，經計算機採集得到透過大氣層的信號光和本振雷射合束產生的功率信號；
步驟三，使用Langley-plot方法對步驟二得到的功率信號進行了標定；
步驟四，在進行白天信號光A的功率信號採集時，通過光輻射計測量信號光的功率數據；
步驟五，將白天信號光A、黑夜信號光B和光輻射計測量信號光的功率數據進行對比，得出大氣透過率範圍。
進一步地，所述目標跟蹤裝置為帶GPS的望遠鏡系統、增強CCD和/或線陣CCD。
進一步地，所述步驟一中白天信號光A通過線陣CCD獲取信號光；所述黑夜信號光B通過增強CCD獲取信號光。
進一步地，所述步驟一中的透過大氣層的信號光為太陽光或月光或衛星雷射。
本發明具有以下有益效果：
1、本發明通過本振雷射對光信號進行放大，提高檢測的精度，通過外差探測系統增強該光信號，提高該光信號抗幹擾、抗噪聲的性能。
2、本發明通過進行白天信號光的功率信號採集與黑夜信號光的功率信號採集，該白天時間點與黑夜時間點相差12小時，通過該白天和黑夜的光信號測量，可靠地測量大氣透過率，提高大氣透過率測量的準確性。
當然，實施本發明的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明的一種大氣透過率測量方法流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1所示，本發明為一種大氣透過率測量方法，包括：
步驟一，目標跟蹤裝置獲取透過大氣層的信號光，分為白天信號光A和黑夜信號光B；該白天時間點與黑夜時間點相差12小時，使得測量的光信號在相對應的時間點。
步驟二，將步驟一得到的信號光和本振雷射在外差探測器中進行光學混頻得到外差信號，將該外差信號依次經過低通中頻濾波器、平方律特性探測器、帶通濾波器處理後，經計算機採集得到透過大氣層的信號光和本振雷射合束產生的功率信號；
步驟三，使用Langley-plot方法對步驟二得到的功率信號進行了標定；
步驟四，在進行白天信號光A的功率信號採集時，通過光輻射計測量信號光的功率數據；
步驟五，將白天信號光A、黑夜信號光B和光輻射計測量信號光的功率數據進行對比，得出大氣透過率範圍。
專利文獻ZL201610417742.3《高光譜解析度整層大氣透過率測量方法》提供了一種通過改變本振雷射源的波長和選取不同波段外差探測器，可以測量不同波段的高分辨整層大氣透過率，從而反演大氣中氣溶膠粒子的光學特性，計算出水汽、臭氧以及氮氧化物等汙染氣體分子在整個大氣層中的總含量等，作為對該信號光的功率信號採集技術。
其中，目標跟蹤裝置為帶GPS的望遠鏡系統、增強CCD和/或線陣CCD。
其中，步驟一中白天信號光A通過線陣CCD獲取信號光；所述黑夜信號光B通過增強CCD獲取信號光。
其中，步驟一中的透過大氣層的信號光為太陽光或月光或衛星雷射。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。