[发明专利]一种基于总大气相干长度约束的分层大气湍流强度测量方法

摘要

本发明公开了一种基于总大气相干长度约束的分层大气湍流强度测量方法，该方法以大视场夏克‑哈特曼波前传感器得到的多个目标的子孔径斜率为输入，以大气总相干长度测量设备测量的大气总相干长度作为约束，获取分层大气湍流强度参数。本方法可以弥补传统太阳差分图像运动监测仪加(S‑DIMM+)方法导致的高层大气湍流强度被低估的不足，提高分层大气湍流强度参数测量精度。

主权项

一种基于总大气相干长度约束的分层大气湍流强度测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤(1)、记录连续M帧大视场夏克‑哈特曼波前传感器图像，波前传感器子孔径排布，横跨望远镜瞳面直径的波前传感器子孔径数N，波前传感器子孔径直径D；步骤(2)、将单个子孔径图像分割出多个目标，根据子孔径排布分别计算各个目标在各个子孔径斜率，并选择两个目标和两个子孔径，获取斜率差分协方差；步骤(3)、根据横跨望远镜瞳面直径的波前传感器子孔径数N，波前传感器子孔径直径D，两个目标的角度间隔，确定波前传感器可以探测的大气湍流层高度和层数，并获取空间结构函数；步骤(4)、大气总相干长度测量设备获取大气总相干长度r0，其中测量设备包括但不限于差分图像运动监测仪DIMM，太阳差分图像运动监测仪S‑DIMM，将夏克‑哈特曼波前传感器等效于DIMM或S‑DIMM；进一步，可以获取特定方向的大气总相干长度；步骤(5)、传统太阳差分图像运动监测仪加S‑DIMM+方法只需获取步骤(2)的斜率差分协方差和步骤(3)的空间结构函数，通过步骤(4)额外获取大气总相干长度r0，并通过这三个参数，采用拟合方法，获取每层大气湍流层的局部大气相干长度或含有局部大气相干长度的新参数；其中大气总相干长度r0与局部大气相干长度r0(hn)的关系为：通过引入该约束条件，可以提高系统信噪比，提高高层大气湍流强度测量精度，弥补传统S‑DIMM+方法的不足；步骤(6)、由步骤(5)获取的局部大气相干长度或含有局部大气相干长度的新参数得到其它大气湍流参数，包括但不限于：大气折射率结构常数等晕角θ0。