CN106248637A - 一种大气透过率测量方法 - Google Patents

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韩永
肖霞云
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity

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Abstract

本发明公开了一种大气透过率测量方法。包括目标跟踪装置获取透过大气层的信号光，分为白天信号光A和黑夜信号光B，使用Langley‑plot方法对步骤二得到的功率信号进行了标定，白天信号光A、黑夜信号光B和光辐射计测量信号光的功率数据进行对比，得出大气透过率范围。本发明通过本振激光对光信号进行放大，提高检测的精度，通过外差探测系统增强该光信号，提高该光信号抗干扰、抗噪声的性能；并且进行白天信号光的功率信号采集与黑夜信号光的功率信号采集，该白天时间点与黑夜时间点相差12小时，通过该白天和黑夜的光信号测量，提高大气透过率测量的准确性。

Description

一种大气透过率测量方法
技术领域
本发明属于大气透过率测量技术领域，特别是涉及一种大气透过率测量方法。
背景技术
大气透过率是影响红外辐射传输的重要因素。特定地区上空大气透过率受气象影响很大，在较短时间内，大气的压强、湿度、气体密度可发生明显的变化。透过率会因此而发生较大程度的改变。气象条件的不稳定性必将给测量大气透过率带来极大的困难。传统的计算大气透过率方法的缺点是：1)测量工作量大，时效性不强，由于一次测量后得到的数据不能长期使用，不得不频繁测量；2)当需要测量高空的数据时困难较大,要动用大量的仪器和航空工具；3)不能反映大气透过率的变化情况。
现有技术中，可见到近红外波段整层大气透过率的测量，《大气与环境光学学报》,2006,1(6):179-183，该文献通过测量太阳辐射值计算整层大气透过率的方法简单易行且精度高。利用自行研制的整层大气透过率仪测量可见到近红外波段的太阳直接辐射连续光谱,在可靠定标的基础上计算出大气透过率。基于FTIR光谱辐射测量分析大气透过率，《光学技术》,2005,31(4):627-629，该文献提出了一种利用FTIR光谱仪进行大气透过率测量的方法.通过黑体对系统的光谱响应进行标定,由两点温度校准得到测量光谱的辐射亮度谱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大气透过率测量方法，通过本振激光对光信号进行放大，通过外差探测系统增强该光信号；并且进行白天信号光的功率信号采集与黑夜信号光的功率信号采集，该白天时间点与黑夜时间点相差12小时，通过该白天和黑夜的光信号测量，提高大气透过率测量的准确性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种大气透过率测量方法，包括：
步骤一，目标跟踪装置获取透过大气层的信号光，分为白天信号光A和黑夜信号光B；
步骤二，将步骤一得到的信号光和本振激光在外差探测器中进行光学混频得到外差信号，将该外差信号依次经过低通中频滤波器、平方律特性探测器、带通滤波器处理后，经计算机采集得到透过大气层的信号光和本振激光合束产生的功率信号；
步骤三，使用Langley-plot方法对步骤二得到的功率信号进行了标定；
步骤四，在进行白天信号光A的功率信号采集时，通过光辐射计测量信号光的功率数据；
步骤五，将白天信号光A、黑夜信号光B和光辐射计测量信号光的功率数据进行对比，得出大气透过率范围。
进一步地，所述目标跟踪装置为带GPS的望远镜系统、增强CCD和/或线阵CCD。
进一步地，所述步骤一中白天信号光A通过线阵CCD获取信号光；所述黑夜信号光B通过增强CCD获取信号光。
进一步地，所述步骤一中的透过大气层的信号光为太阳光或月光或卫星激光。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过本振激光对光信号进行放大，提高检测的精度，通过外差探测系统增强该光信号，提高该光信号抗干扰、抗噪声的性能。
2、本发明通过进行白天信号光的功率信号采集与黑夜信号光的功率信号采集，该白天时间点与黑夜时间点相差12小时，通过该白天和黑夜的光信号测量，可靠地测量大气透过率，提高大气透过率测量的准确性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种大气透过率测量方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种大气透过率测量方法，包括：
步骤一，目标跟踪装置获取透过大气层的信号光，分为白天信号光A和黑夜信号光B；该白天时间点与黑夜时间点相差12小时，使得测量的光信号在相对应的时间点。
步骤二，将步骤一得到的信号光和本振激光在外差探测器中进行光学混频得到外差信号，将该外差信号依次经过低通中频滤波器、平方律特性探测器、带通滤波器处理后，经计算机采集得到透过大气层的信号光和本振激光合束产生的功率信号；
步骤三，使用Langley-plot方法对步骤二得到的功率信号进行了标定；
步骤四，在进行白天信号光A的功率信号采集时，通过光辐射计测量信号光的功率数据；
步骤五，将白天信号光A、黑夜信号光B和光辐射计测量信号光的功率数据进行对比，得出大气透过率范围。
专利文献ZL201610417742.3《高光谱分辨率整层大气透过率测量方法》提供了一种通过改变本振激光源的波长和选取不同波段外差探测器，可以测量不同波段的高分辨整层大气透过率，从而反演大气中气溶胶粒子的光学特性，计算出水汽、臭氧以及氮氧化物等污染气体分子在整个大气层中的总含量等，作为对该信号光的功率信号采集技术。
其中，目标跟踪装置为带GPS的望远镜系统、增强CCD和/或线阵CCD。
其中，步骤一中白天信号光A通过线阵CCD获取信号光；所述黑夜信号光B通过增强CCD获取信号光。
其中，步骤一中的透过大气层的信号光为太阳光或月光或卫星激光。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种大气透过率测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，目标跟踪装置获取透过大气层的信号光，分为白天信号光A和黑夜信号光B；
步骤二，将步骤一得到的信号光和本振激光在外差探测器中进行光学混频得到外差信号，将该外差信号依次经过低通中频滤波器、平方律特性探测器、带通滤波器处理后，经计算机采集得到透过大气层的信号光和本振激光合束产生的功率信号；
步骤三，使用Langley-plot方法对步骤二得到的功率信号进行了标定；
步骤四，在进行白天信号光A的功率信号采集时，通过光辐射计测量信号光的功率数据；
步骤五，将白天信号光A、黑夜信号光B和光辐射计测量信号光的功率数据进行对比，得出大气透过率范围。
2.根据权利要求1所述的一种大气透过率测量方法，其特征在于，所述目标跟踪装置为带GPS的望远镜系统、增强CCD和/或线阵CCD。
3.根据权利要求1所述的一种大气透过率测量方法，其特征在于，所述步骤一中白天信号光A通过线阵CCD获取信号光；所述黑夜信号光B通过增强CCD获取信号光。
4.根据权利要求1所述的一种大气透过率测量方法，其特征在于，所述步骤一中的透过大气层的信号光为太阳光或月光或卫星激光。
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