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大气湍流强度廓线的测量对激光大气传输具有重要意义。利用激光雷达测量大气湍流强度廓线是一种新型的测量方法。本文通过数值模拟和试验对比分析对这一方法进行了原理性研究。
首先讨论了光波在大气湍流中传播的基本理论,从而了解到在研究激光大气传输时,大气湍流强度廓线这一参数十分重要。接着介绍了现有常用的几种测量大气湍流强度廓线的方法,如闪烁法,微波雷达,声雷达等。这些方法对于满足激光大气传输的要求来说具有一定的局限性。
本文描述了激光廓线雷达的原理和结构,提出了利用6孔径Hartmann-Shack波前探测器测量大气湍流的方法。通过数值模拟验证了波面法测量大气湍流的可行性,同时讨论了探测精度;进行了水平对比实验研究,并且得到了水平廓线数据。提出了用平面波近似算法反演大气湍流强度廓线的方法,并对该方法的可行性和精度问题进行了数值模拟研究。给出测量大气湍流廓线的初步结果,并与其他手段测量的数据进行了对比。