[發明專利]一種大氣折射率結構常數時空分布測量方法

在審

• 申請號: 202310030412.9
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116008233A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳云云;張綺方;程偉昊;陳雅宜
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進

1.一種大氣折射率結構常數時空分布測量方法，其特征在于，包括：

獲取待測流場的莫爾條紋；

根據待測流場的莫爾條紋計算得到標準莫爾條紋的包裹相位；

根據標準莫爾條紋的包裹相位計算得到標準莫爾條紋真實相位；

根據標準莫爾條紋真實相位計算得到標準莫爾條紋的偏折角；

根據標準莫爾條紋的偏折角計算得到偏折角時間分布上的方差和偏折角空間分布上的方差；

根據偏折角時間分布上的方差和偏折角空間分布上的方差分別計算得到大氣折射率結構常數時間分布和大氣折射率結構常數空間分布。

2.根據權利要求1所述的大氣折射率結構常數時空分布測量方法，其特征在于，所述標準莫爾條紋的包裹相位采用傅立葉分析法計算得到，具體包括：

選取待測流場莫爾條紋中的矩陣G作為計算區域，對其進行傅里葉分析，得到：

其中，B表示莫爾條紋頻域信息，表示傅里葉變換；

提取莫爾條紋頻域信息B中的一個旁瓣并平移至頻域原點，得到頻譜Q并進行傅里葉逆變換，得到：

其中，H表示傅里葉逆變換后的矩陣，表示傅立葉逆變換；

根據傅里葉逆變換后的矩陣H，利用反正切函數計算得到標準莫爾條紋的包裹相位ψ：

其中，Im表示虛部，Im[H]表示取H的虛部，Re表示實部，Re[H]表示取H的實部。

3.根據權利要求1所述的大氣折射率結構常數時空分布測量方法，其特征在于，所述標準莫爾條紋真實相位采用多重網格法計算得到，具體包括：

將標準莫爾條紋的包裹相位進行多次收縮和延拓獲得不同粗細網格下的包裹相位，收縮的計算公式為：

所述延拓的計算公式為：

其中，c表示粗網格上的點，c_ij、c_i+1,j、c_i,j+1、c_i+1,j+1分別表示粗網格上第i行第j列、第i+1行第j列、第i行第j+1列、第i+1行第j+1列的點，f表示細網格上的點，f_2i-1,2j-1、f_2i-1,2j+1、f_2i+1,2j-1、f_2i+1,2j-+1、f_2i,2j-1、f_2i,2j+1、f_2i-1,2j、f_2i+1,2j、f_2i,2j分別表示細網格上第2i-1行第2j-1列、第2i-1行第2j+1列、第2i+1行第2j-1列、第2i+1行第2j+1列、第2i行第2j-1列、第2i行第2j+1列、第2i-1行第2j列、第2i+1行第2j列、第2i行第2j列的點；

將不同粗細網格下的包裹相位進行包裹處的殘差迭代，用0作為初值對Ae＝r進行迭代計算：

r＝ρ-Aφ'????(6)

其中，r表示殘差，A表示差分系數矩陣，e表示φ-φ'，Aφ＝ρ，φ'表示不同粗細網格下的包裹相位，ρ表示標準莫爾條紋真實相位φ的拉普拉斯算子，當迭代至殘差收斂時，得到的細網格上的相位分布即為標準莫爾條紋真實相位。

4.根據權利要求1所述的大氣折射率結構常數時空分布測量方法，其特征在于，所述標準莫爾條紋偏折角的計算公式為：

其中，α表示標準莫爾條紋偏折角，φ表示標準莫爾條紋真實相位，d表示光柵常數，n₀表示實際實驗測量中的環境折射率，β表示兩光柵之間的夾角，Δ表示兩光柵之間的間距。