[發(fā)明專利]一種大氣偏振理論模型的二維表征方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910185955.8
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101739504A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高雋;范之國;吳良海;何均均;田柳
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01J4/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能信息獲取和處理，以及仿生機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，是一種大氣偏振理論模型的表征方法，特別涉及一種大氣偏振理論模型的二維表征方法。

背景技術(shù)

太陽光本身是一種自然光源，但是在大氣傳輸過程中被大氣中的粒子散射和反射，比如被O₂和N₂分子，由此會產(chǎn)生相應(yīng)的偏振光。大氣中具有不同偏振方向，不同偏振強(qiáng)度的太陽光，便形成了特定的大氣偏振模式。大氣偏振模式信息主要包括線偏振度、偏振化方向等參數(shù)信息。大氣偏振模式中含有重要的導(dǎo)航信息，對仿生機(jī)器人的導(dǎo)航有著重要指導(dǎo)意義與研究價值。另外，大氣偏振信息在大氣光學(xué)和偏振遙感探測等研究中也有著廣泛的應(yīng)用，大氣偏振特性的時空分布信息為反演大氣的光學(xué)和物理參數(shù)、建立大氣散射輻射偏振特性模型提供了必不可少的素材。研究大氣偏振理論模型的表征與分析對于研究上述問題有重要的指導(dǎo)意義，因此理論模型的表征與分析就顯得尤為重要，現(xiàn)有理論模型中應(yīng)用最為廣泛的是基于瑞利散射的大氣偏振理論模型。

傳統(tǒng)的三維表征方式可以合理地描述基于瑞利散射的大氣偏振理論模型的空間分布與變化，但是大氣偏振特性的觀測結(jié)果一般都是二維表征結(jié)果，在利用觀測結(jié)果與三維表征方式下的理論模型進(jìn)行比對驗證時會存在很多困難和問題。因此，需要對大氣偏振理論模型進(jìn)行二維表征，現(xiàn)有基于瑞利散射的大氣偏振理論模型的二維表征結(jié)果，從本質(zhì)上講都是三維表征方式垂直方向直接投影的結(jié)果。二維表征結(jié)果丟失了大量三維表征信息，二維表征的映射方法沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)論證，因此，表征結(jié)果不能合理地描述大氣偏振模式的三維分布，同時也無法從二維表征結(jié)果反演大氣偏振模式的三維分布特征。現(xiàn)有的二維表征方式存在以下不足：

1、現(xiàn)有的二維表征結(jié)果是三維表征方式沿垂直方向上的投影，這一映射關(guān)系沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)論證，兩種表征結(jié)果之間不存在一一對應(yīng)的關(guān)系，無法從二維表征結(jié)果反演三維信息；

2、現(xiàn)有的二維表征結(jié)果丟失了地平附近信息大量三維信息，并放大了天頂附近變化趨勢在整體模型中的比例，無法正確描述線偏振度信息和偏振化方向信息的整體分布趨勢，表征結(jié)果會造成直觀認(rèn)識上的誤解；

3、現(xiàn)有的二維表征結(jié)果缺乏實際地理位置信息，無法將表征結(jié)果與實際空間方位進(jìn)行聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種大氣偏振理論模型的二維表征方法，以滿足對于基于瑞利散射的大氣偏振理論模型的二維表征時對準(zhǔn)確性與可靠性的要求問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明大氣偏振理論模型的二維表征方法的特點是按如下過程進(jìn)行：

首先，建立描述大氣偏振理論模型的三維空間坐標(biāo)系oxyz與平面坐標(biāo)系o_mx_my_m；以地理正東為x軸，單位矢量為地理正北為y軸，單位矢量為過天頂?shù)拇咕€為z軸，單位矢量為以地面觀測者位置為原點o，建立三維空間坐標(biāo)系oxyz；所述三維空間坐標(biāo)系的x軸、y軸和z軸上的單位矢量方向位置關(guān)系滿足式(1)：

i→×j→=k→---(1)]]>

將所述三維空間坐標(biāo)系oxyz中，從地面觀測者位置原點o出發(fā)的所有方向上的偏振信息在以原點o為球心，半徑為r的球面D上進(jìn)行描述，r設(shè)定為任意大于零的常數(shù)；

在所述三維空間坐標(biāo)系oxyz中，從原點o出發(fā)與z軸正向夾角為θ且與x軸正向夾角為的方向，對應(yīng)于球面D上的點R(x₀，y₀，z₀)，滿足：