[發(fā)明專利]一種波浪水面天空漫反射光偏振場模擬方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310565425.2 | 申請日： | 2013-11-14 |
| 公開（公告）號： | CN103940515A | 公開（公告）日： | 2014-07-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 周冠華;趙慧潔;邢健;徐武健;牛春躍 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G01J4/02 | 分類號： | G01J4/02 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 波浪 水面 天空 漫反射 偏振 模擬 方法 | ||
1.一種波浪水面天空漫反射光偏振場模擬方法。其特征在于包含以下步驟：?
（1）建立描述天空光偏振場的天球坐標系統(tǒng)；?
（2）在天球坐標系統(tǒng)中給定太陽點位置與觀測點位置；?
（3）根據(jù)步驟（2）給定的太陽點位置與觀測點位置，在球面幾何中計算天空觀測點到太陽的角距離,即散射角；?
（4）根據(jù)半分析瑞利散射模型計算任意點天空光的偏振度；?
（5）根據(jù)步驟（2）中設(shè)定的太陽點位置和天空觀測點位置的坐標，通過向量的方法解算天空光的偏振角；?
（6）計算波浪水面天空漫射光的偏振反射率；?
（7）根據(jù)步驟（6）得到的入射光水平方向和垂直方向的偏振反射率，計算水面反射天空光偏振度；?
（8）根據(jù)步驟（4）得到的天空光的偏振度，結(jié)合STOKES矢量以及三角函數(shù)關(guān)系求出水面反射天空光的偏振角，從而實現(xiàn)水面反射天空光的偏振狀態(tài)的解算。?
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種波浪水面天空漫反射光偏振場模擬方法，其特征在于：步驟（1）中所述的“建立描述天空光偏振場的半球型系統(tǒng)”，要求在坐標系統(tǒng)中包含坐標原點O、太陽點位置S、天空觀測點位置P，還標示出天空觀測點所在子午圈、太陽點所在子午圈以及過P點且與散射面垂直的E矢量。?
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種波浪水面天空漫反射光偏振場模擬方法，其特征在于：步驟（2）中所述的“在天球坐標系中給定太陽點位置與觀測點位置”，太陽點位置用太陽天頂角與太陽方位角描述，觀測點位置用觀測天頂角與觀測方位角描述；用戶可以任意設(shè)定太陽天頂角與觀測天頂角，其取值范圍為0°～90°；用戶可以任意設(shè)定太陽方位角與觀測方位角，其取值范圍為0°～360°。?
4.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種波浪水面天空漫反射光偏振場模擬方法，其特征在于：步驟（3）中所述的“根據(jù)步驟（2）給定的太陽點位置與觀測點位置，在球面幾何中計算天空觀測點到太陽的角距離,即散射角”，具體計算過程如下：?
cosγ=cosθscosθv+sinθssinθvcosφ?
其中，θs為太陽天頂角，θv為觀測天頂角，φ為觀測點與太陽的相對方位角，即觀測點與太陽子午圈的角距離，γ為天空觀測點P到太陽S的角距離，即散射角。?
5.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種波浪水面天空漫反射光偏振場模擬方法，其特征在于：步驟?（4）中所述的“根據(jù)半分析瑞利散射模型計算任意點天空光的偏振度”，具體計算過程?
如下：?
在半分析瑞利散射模型中，δ為天空光偏振度，δmax為天空光最大偏振度；對于理想的大氣狀況，δmax=1，對于真實的大氣狀況，δmax<1當θs=0°時，δmax=0.56；當θs=30°時，δmax=0.63；當θs=60°時，δmax=0.70；當θs=90°時，δmax=0.77。?
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