臨近空間(20～100 km)風(fēng)溫探測對于大氣物理和空間科學(xué)的發(fā)展具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值。以1.27μm附近的O₂(a¹Δ_g)氣輝為輻射源,采用廣角邁克爾遜干涉儀進行臨邊觀測,能夠?qū)崿F(xiàn)平流層、中間層及低熱層區(qū)域(40～80 km)大氣風(fēng)場和溫度場的同時探測。本文設(shè)計了臨近空間風(fēng)溫遙感干涉儀,并對該儀器進行了儀器建模及正演仿真。根據(jù)氣輝臨邊輻射光譜特性及譜線選取的原則,提出了采用兩組強度不同的譜線進行風(fēng)溫遙感,弱線用于低空探測,以避免自吸收效應(yīng)對測量結(jié)果的影響;強線用于高空探測,以期實現(xiàn)高的測量精度。建立了由大氣輻射傳輸模塊,邁克爾遜干涉儀模塊,濾波器模塊,以及光學(xué)系統(tǒng)、傳感器陣列、紅外焦平面等設(shè)備的系統(tǒng)參數(shù)組成的正演模型。通過正演模型獲得了臨邊觀測圖像,并對風(fēng)速及溫度的測量不確定度進行了計算。數(shù)值模擬結(jié)果表明,在40～80 km的高度內(nèi),風(fēng)測量精度為1～3 m/s,溫度測量精度為1～3 K,滿足臨近空間風(fēng)溫探測精度的要求。

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【文章目錄】：
1 引 言
2 儀器模型
3 仿 真
    3.1 正演仿真
        3.1.1 大氣輻射
        3.1.2 濾波器
        3.1.3 邁克爾遜干涉儀
    3.2 測量仿真
4 誤差分析
    4.1 風(fēng)速誤差
    4.2 溫度誤差
5 結(jié) 論



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