[发明专利]对流层大气温度廓线测量方法、装置及控制方法

摘要

本发明公开一种对流层大气温度廓线测量方法、装置及控制方法，通过单片机控制接收系统的位置来改变接收系统的探测角度，在该探测角度接收返回的瑞利‑布里渊散射信号，并基于瑞利‑布里渊散射理论反演温度，结合接收系统与激光发射装置之间的水平距离、接收系统离地面的垂直高度和探测角度，根据几何理论，获得发生散射信号的具体高度信息，最终获得不同高度大气对流层的温度廓线。本发明具有独特性，获取数据快，计算简便的优势，有效的解决了使用连续激光器难以从测得的大气自发瑞利‑布里渊散射谱中获得高度信息的问题；提高了接收散射信号的能力；具有精度和空间分辨率高的优点。

主权项

1.对流层大气温度廓线测量方法，其特征在于，通过单片机控制接收系统的位置来改变接收系统的探测角度，在该探测角度接收返回的瑞利‑布里渊散射信号，并基于瑞利‑布里渊散射理论反演温度，结合接收系统与激光发射装置之间的水平距离、接收系统离地面的垂直高度和探测角度，根据几何理论，获得发生散射信号的具体高度信息，最终获得不同高度大气对流层的温度廓线；根据布里渊频移获取温度，并服从公式：θ＝180°‑α   (3)式(1)中：v_B是布里渊频移，n为介质的折射率，v_s为介质中的声速，λ为紫外波段的入射激光波长，θ为散射角，±为对应的斯托克斯与反斯托克斯光；式(2)中：γ为绝热系数，R为通用气体常数，T为绝对温度，m为气体分子质量；式(3)中：α是接收系统的探测角度，为已知量；因此，由公式(1)、(2)和(3)可得探测点的绝对温度根据几何定理：H＝S tanα+h   (4)式(4)中：H为探测点离地平面的垂直高度，S为接收系统离激光束的水平距离，h为接收系统离地面的垂直高度。