中性大气折射延迟的研究现状及其天文测量方法

经典天体测量和大地测量所作的天文大气折射修正,以及现代空间大地测量所作的电磁波中性大气折射延迟改正,都没有达到期望的高精度要求,原因在于不能直接测定天文大气折射和折射延迟模型的参数,只能采用各地相同和各向同性的理论模型作改正.为了提高修正精度,人们用测量数据反演各观测站不同方位的经验改正模型.本文根据有关学科发展对空间大地测量的精度要求,阐述了折射延迟量与观测站周围的地形有关的事实,指出了建立和采用随观测站、方向而异的改正模型的必要性;在分析了长期以来直接测定天文大气折射或折射率的几个主要障碍和已具备的条件后,根据光学波段的天文大气折射与射电波段的大气折射延迟之内在联系,提出了在各测站采用天文大气折射测定值,建立各自随方位而异的大气折射实测模型和折射延迟实测模型的方法;文中还给出了测定瞬时天文大气折射、建立两种实测模型的总体方案.这一方法的实施,将有可能把天顶方向的延迟改正精度提高到1mm以内、高度角5°处的精度提高到厘米量级,并且把截止高度角压缩到5°以内.     

天文大气折射与映射函数的数值模拟

为了研究天文大气折射与中性大气折射延迟之间的内在联系,利用天文大气折射表的表列数据对大气折射延迟的映射函数进行了数值模拟.计算结果表明,用天文大气折射测定值模拟映射函数是可行的;同时也表明,映射函数的形式是次要的,随着连分式项数的增加可以提高模拟的精度.该结论对于改善大气折射数据处理的归算精度,降低仪器的观测截止角,和提高仪器的使用效应具有一定的参考价值和指导意义.     

卫星测控系统中的大气折射在线修正模型研究

在卫星发射和运行过程中,精确测量其飞行的轨道参数是地面卫星测控系统的主要任务之一.要使地面测控系统对卫星进行精确地定位,就必需对引起测控系统误差源之一的大气折射误差进行修正.根据电波传播理论和我国大气环境特点,针对地面卫星测控系统要求的高精度、实时性等特点,利用我国10年探空环境资料,建立了基于母函数的大气折射误差在线...     

高空俯视雷达的大气折射修正与定位误差模型

为了实施对地面目标的精确打击,空中飞行器上的雷达首先需要对地面目标精确定位.由于雷达电波在大气中传播时会产生折射误差,因而会影响雷达定位精度.针对有关部门的实际需求,以及目前大气折射误差修正基本上都是基于地基雷达的现状.通过选择高精度的对流层和电离层大气模型,利用全国对流层大气参数和电离层大气浓度剖面建立大气折射率剖面数据库.根据电波传播理论,利用射线描迹法推导出了位于电离层中俯视雷达的大气折射误差修正模型和定位误差模型.仿真实验表明,大气折射效应对高空俯视雷达探测精度影响很大.利用该模型可极大地提高俯视雷达的定位精度,为有效打击地面目标奠定基础.     

一种低阶大气环流模型的全局指数吸引集估计

本文研究一种低阶大气环流模型的全局指数吸引集估计问题。针对具有变参数的大气环流模型,通过广义Lypunov函数方法,给出了模型全局指数吸引集的估计式,此估计式验证了系统的最终一致有界性.     

基于基尼指数的分布估计算法

随着基础理论研究所取得的一系列进展,分布估计算法逐渐成为进化计算研究领域的一个新的研究方向,并成为当今国际进化算法研究的新热点.文中提出了基于基尼指数的分布估计算法,采用实数编码直接对连续随机变量建模,并引入了基尼指数,设计了可以随着进化代数的变化动态调整子代种群的扰动因子函数.实验结果表明,该算法与其他同类算法相比优化精度有了一定程度的提高.     

不同太阳辐射指数对大气模型精度的影响分析

利用2001至2005年CHAMP卫星加速仪资料反演的大气点密度数据,结合大气模型CIRA72,DTM94,NRLMSISE00和JB2006,分析了不同辐射指数F107,E10.7,S10,Mg10对模型精度的影响．结果表明：（i）在低太阳辐射（F10．7〈160）时,用E10．7取代F10．7能使模型精度提高约15％,但在强太阳辐射（F10．7〉200）时,E10.7计算的误差弥散度急剧增大,从而导致模型精度降低;（ii）S10和Mg10指数在中低太阳辐射时对模型精度影响不大,在强太阳辐射时能降低误差的弥散度,与E10．7联合使用能使模型精度提高约20％;（iii）多种指数联合建模的JB2006模型比DTM94精度高;（iv）低太阳辐射情形下,JB2006与NRLMSISE00精度接近,强太阳辐射情形下E10．7计算的JB2006比NRLMSISE00精度高,特别是在2003年10月的太阳爆发中,JB2006与CHAMP观测最接近．总之,不同的指数对模型精度的贡献体现在不同的方面．E10.7指数主要是在中低太阳辐射时降低模型的平均误差;S10和Mg10指数主要是在强太阳辐射时降低模型误差的弥散度．     

甘肃白龙江流域土地利用在地形梯度上的空间分布

以甘肃白龙江流域1977,2002,2010年Landsat影像和30 m分辨率DEM为数据源,基于GIS空间分析技术,建立了白龙江流域土地利用数据库并生成了坡度和地形位指数图,然后将高程、坡度和地形位梯度图分别与土地利用数据叠加,对1977-2010年不同高程带、坡度带和地形位梯度上土地利用变化空间特征进行定量分析.结果表明:近30多年来,在各高程和坡度带上,白龙江流域的建设用地向更高高程和陡坡方向扩展;陡坡耕地面积出现了从增加到减少的逆转;林地变化则相反;受人类干扰程度的强烈影响,草地、水域和未利用地逐年减少.1977-2010年各土地利用类型的地形位分布指数曲线基本形态相似,但在个别地形位上的分布指数有明显变化;建设用地在低地形位的优势性增强,并向高地形位扩展;耕地也向高地形位扩展;林地和草地在低地形位的分布指数先减小后增大;未利用地在高地形位的分布指数增大.建议根据不同的地形梯度,合理调整土地利用结构,尽量避免不合理的土地利用方式和人为干扰,继续实施生态建设工程和人类生产活动管控,为区域土地可持续利用和自然-社会-经济协调发展服务.     

基于梯度特征的分布曲线模型预测控制算法

在分布曲线控制中,传统的积分平方误差指标仅考虑输出曲线与目标曲线的误差面积,忽略了分布曲线的内在特征结构。该文从曲线相似度度量出发,提出了一种基于梯度特征的分布曲线模型预测控制算法。该算法采用B样条模型描述分布曲线对象,基于梯度特征度量曲线相似度,综合曲线数值信息与梯度信息构造优化命题,并通过复合梯形方法对优化命题进行离散化,求解得到最优控制策略。仿真结果表明：该算法可提高曲线切换过程中输出曲线与目标曲线的相似度,实现了曲线形状的自然过渡。     

空气质量指数及其含量的极值模型分析

选取北京市2016年1月～2018年3月的日空气质量指数数据,建立广义Pareto分布模型分析空气质量指数的超阈值序列,利用轮廓似然估计确定精确的参数置信区间,得到重现水平和中度、重度、严重污染天气发生的概率.将极值理论与相关结构Copula相结合,建立二元超阈值模型对空气质量指数含量PM2. 5与PM10之间的极值相关性进行了研究,结果显示其中一个超限值的条件下另一个也超过限值的概率很大,两者具有较大的尾部相关性,它们的叠加作用加重了空气污染的程度.     

垂直折射法测三棱镜的折射率

基于最小偏向角法和掠入射法测量三棱镜的折射率时,存在不易测准最小偏向角或明暗分界线的位置,测量量较多及测量原理复杂等缺点,本文提出了垂直折射法测量三棱镜折射率的理论公式和实验测量方法。采用此方法对两种不同顶角三棱镜进行测量,通过计算其折射率,验证了该方法的测量误差较小,可行度高。     

透明球体的偏向角研究

从理论上推出了透明球体的偏向角，用计算机绘出了不同拆射率球体、不同入射角情况下的偏向角，并指出了其应用前景．     

激光探测蒸发波导的原理与实验分析

从海洋人气相对湿度的角度建立了大气折射率变化与气溶胶激光散射特性的理论联系．在实验室条件下,分别模拟了烟、水云、尘、雾、霾等类型粒子群的蒸发波导环境,采用波长为1．06μm的激光雷达对在不同温度和湿度条件下半径范围为0．1～100μm的气溶胶粒子群进行了探测实验,并对不同气溶胶粒子群的激光后向散射回波信号特征做了对比分析,实验结果进一步验证了激光蒸发波导的可行性和有效性．     

测定垂直温差和风速差计算水准测量折光改正的方法

本文提出一种测定垂直温差和风速差计算水准测量折光改正的新方法。如同实验结果表明的那样,这种方法改正折光差的效果可达到95％左右。     

光轴取向任意时单轴晶体界面上的双折射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,自然光从各向同性介质入射到单轴晶体时界面上的反射和双折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

尼科耳棱镜中非常光折射率的讨论

给出了晶体中任一方向非常光(简称e)光折射率公式,计算了尼科耳棱镜中e光的折射率,指出这一折射率并非e光的主折射率。     

光轴取向任意时单轴晶体内表面上的双反射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,寻常光和非寻常光从单轴晶体入射到各向同性介质时界面上的双反射和折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

光的色散实验研究

分析了最小偏向角法测量三棱镜玻璃折射率的原理,给出了偏向角与入射角的一般表达式,并用Mathematica软件画出了其变化曲线,为快捷地找到出射光线,掌握出射光线的移动规律,准确判断最小偏向角的位置提供了理论依据。在此基础上,测量了光源各谱线的折射率,由实验数据,用最小二乘法得到三棱镜的色散公式。     

光学材料色散关系的实验研究

利用分光计精确地测定了不同波长的光入射时三棱镜的折射率,按照Cauchy经验公式拟合实验数据,得出了在可见光段,三棱镜材料的色散关系,即求出了色散常数a和b。