[发明专利]测量大气光学湍流信息的方法及光学系统

说明书

本发明公开了一种测量大气光学湍流信息的方法及光学系统，通过第一望远光学系统向外界发射出信号光以及获取该信号光被外界反射回的光，将第一望远光学系统获取的由外界反射回的光与本振光混合得到第一混合光；通过第二望远光学系统向外界发射出信号光以及获取该信号光被外界反射回的光，将第二望远光学系统获取的由外界反射回的光与本振光混合得到第二混合光；第一望远光学系统和第二望远光学系统的口径不同，根据第一混合光和第二混合光的能量比值，获得外界大气的光学湍流信息。本发明利用光学相干测量方法，利用口径不同的望远光学系统进行测量，与现有技术相比能够提高空间分辨率以及提高测量精度。

技术领域

本发明涉及光学信号及信息处理领域，特别是涉及一种测量大气光学湍流信息的方法及光学系统。

背景技术

大气风场和大气光学湍流情况与激光制导、天文光学成像、污染物传输以及气象环境预报等密切相关。

大气风速和大气光学湍流强度与激光制导打击目标的精度直接相关，比如，大气的背景风场可以干扰高速运行导弹的发射轨道；又如，大气光学湍流较大会造成光学成像误差，造成光斑的弥散和变形，容易影响光学制导的精度，同时也会改变激光武器的传输路径，造成制导精度和打击精度的下降。

污染物传输与大气的背景风场密切相关，大气的风场既包含大范围的风速水平和垂直运动，同时包含局部快速的小尺度的湍流运动，大范围的风场运动与污染传输相关，小范围的湍流与污染的转化、沉降、混合以及消散等相关。

目前，测量大气光学湍流主要是利用微波雷达，微波雷达通过测量大气折射率进而计算大气光学湍流，但是存在空间分辨率差、测量精度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量大气光学湍流信息的方法及光学系统，与现有技术相比能够提高空间分辨率以及提高测量精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种测量大气光学湍流信息的方法，包括：

通过第一望远光学系统向外界发射出信号光以及获取该信号光被外界反射回的光，将所述第一望远光学系统获取的由外界反射回的光与本振光混合得到第一混合光；

通过第二望远光学系统向外界发射出信号光以及获取该信号光被外界反射回的光，将所述第二望远光学系统获取的由外界反射回的光与本振光混合得到第二混合光；

根据所述第一混合光和所述第二混合光的能量比值，获得外界大气的光学湍流信息，所述第一望远光学系统和所述第二望远光学系统的口径不同。

优选的，根据所述第一混合光和所述第二混合光的能量比值，获得外界大气的光学湍流信息包括：

根据所述第一混合光和所述第二混合光的能量比值，根据以下公式建立方程：并求解方程获得外界大气的光学湍流信息；

其中，k表示所述第一混合光和所述第二混合光的能量比值，σ表示系数，η₁表示所述第一望远光学系统的大气光学湍流因子，η₁′表示所述第二望远光学系统的大气光学湍流因子，望远光学系统的大气光学湍流因子与望远光学系统的口径、焦距、望远光学系统向外界发射出光的波长、大气到望远光学系统的距离以及大气的折射率结构常数相关。

优选的，所述第一望远光学系统和所述第二望远光学系统的指向一致，且所述第一望远光学系统和所述第二望远光学系统之间的距离小于预设值。

优选的，所述第一望远光学系统和所述第二望远光学系统的焦距一致，向外界发射出的信号光波长一致以及向外界发射出的信号光能量一致。

优选的，还包括：根据所述第一混合光的频谱获得大气的风场信息，或者根据所述第二混合光的频谱获得大气的风场信息。