关键湍流大气光学参数测量方法与技术研究的开题报告

关键湍流大气光学参数测量方法与技术研究的开题报告
一、论文选题背景与意义
近年来，光学遥感技术在大气环境监测和天文观测等领域得到了广泛应用。

然而，大气光学扰动——湍流，对光传输造成的衍射、散射、吸收等影响是不可避免的。

由
于湍流的非线性特性和随机性，它对光的传输常常表现为空间和时间上的不规则变化。

这不仅给地面光学设备制造和光学遥感技术应用带来了挑战，也给天文望远镜的高精
度测量和图像采集带来了很大的困难。

关键湍流是大气中产生湍流的主要动力学机制。

研究表明，关键湍流和湍流视场参数之间有着很强的相关性。

因此，在大气光学研究中，关键湍流视场参数的测量和
研究具有非常重要的意义。

本论文旨在探究关键湍流视场参数的测量方法与技术，以提高湍流光学扰动对光传输的影响预测和控制水平，从而为光学设备制造和光学遥感技术应用乃至天文观测
等领域提供有力的支撑。

二、主要研究内容与技术路线
本论文的主要研究内容包括：
1. 关键湍流视场参数的理论研究，包括湍流视场波谱、湍流相干长度等参数的定义和推导；
2. 关键湍流视场参数的测量方法与技术研究，包括基于自相似性理论的自回归模型法、时间延迟多普勒速度传感器法等方法的原理分析和实验研究；
3. 关键湍流视场参数的应用研究，包括大气透明度的预测和控制、光学设备制造和光学遥感技术的优化设计等方面。

本论文的技术路线如下：
1. 理论研究与文献综述。

根据国内外关于关键湍流视场参数的研究现状和进展，总结和分析其理论基础和关键技术，明确研究方向和目标；
2. 实验设计与数据采集。

根据自回归模型法、时间延迟多普勒速度传感器法等关键湍流视场参数测量方法的原理和特点，设计并构建实验平台，采集关键湍流视场参
数的相关数据；
3. 数据处理与分析。

选用MATLAB等数据处理和分析软件对实验数据进行处理和分析，得出关键湍流视场参数的定量化结果，并进一步对测量精度和可靠性进行评估和优化；
4. 结果展示与应用。

根据关键湍流视场参数的实际应用需求，以大气透明度预测和控制、光学设备制造和光学遥感技术优化设计为例，将研究结果进行展示和应用。

三、预期创新点与研究成果
本论文预期取得如下创新点与研究成果：
1. 提出一种基于自回归模型和时间延迟多普勒速度传感器的关键湍流视场参数测量方法，不仅可以有效地提高湍流视场参数的测量精度和可靠性，还可以为大气透明度预测和控制、光学设备制造和光学遥感技术的优化设计等领域提供有力支撑；
2. 实现关键湍流视场参数的定量化测量，为湍流光学扰动对光传输的影响预测和控制提供了有效途径；
3. 对关键湍流视场参数的理论研究进行深入探讨，为湍流光学扰动模型和湍流视场参数测量方法的进一步完善和应用提供了理论和技术支撑。