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宽视场湍流轮廓线测量方法研究
其他题名Research on Wide Field of View Turbulence Profile Measurement Method
方玉亮1,3; 金振宇1; 刘忠1; 李正刚1,2
发表期刊中国激光 (Chinese Journal of Lasers)
2018-04
卷号45期号:08
DOI10.3788/cjl201845.0804003
分类号P427.1
产权排序第1完成单位
收录类别核心
关键词大气光学 湍流轮廓线 离散化 反演 系数矩阵
摘要大气湍流严重干扰地基天文观测和空间目标观测。随着多层共轭自适应光学(MCAO)等技术的发展,可以有效的改善湍流大气的干扰。为了MCAO的设计和性能优化,需要对址点的大气湍流轮廓线进行测量。目前湍流轮廓线测量方法有很多种,其中PML、S-DIMM+等基于面源目标像的相对运动方差或协方差统计反演的方法,具有分层分辨率高、测量精度高等优点。反演的线性方程组经过离散化获得,离散化误差导致观测视场不能太大,以PML为例,只能达到100角秒左右。较小的视场使方程数目受限,导致湍流轮廓线反演结果受运动方差或协方差测量误差的影响。本文以PML方法为研究实例,提出了分层积分系数矩阵方法,该方法明显改善了离散化误差,大幅增加了观测视场范围,降低协方差误差对测量结果的影响,提高了湍流轮廓线反演精度。数值模拟结果表明,分层积分系数矩阵PML方法,其视场可达到400角秒,测量误差也大幅度降低。
其他摘要Atmospheric turbulence seriously interfered with astronomical and space target observation. Future large telescopes will certainly be equipped with multi-conjugate adaptive optics systems (MCAO), with the telescope aperture increases and the development of adaptive optics technology. MCAO can effectively improve the disturbance of atmospheric turbulence. The design and the optimization of performances of MCAO requires the characterization of atmospheric turbulenceprofiles. Therefore, High-resolution measurements of atmospheric turbulence profile is important. At present, there are many methods for measuring atmospheric turbulence profile. Among them, the
method (such as PML and S-DIMM) based on differential image motion variance or covariance of extended object have the advantages of high altitude resolution and measurement accuracy. The inversion linear equations of these methods are obtained through discretization. the discretization error causes the effective field of view (FOV) not to be very wide (the PML method can only reach about 100 arcseconds). A smaller FOV limits the number of equations, resulting in reduction of inversion accuracy of turbulence profile. In this paper, taken the PML method as an example, layer integral coefficient matrix method is proposed. This method obviously reduce the discretization error, and
greatly improves the effective observation FOV. The simulation results shows that the PML method using layer integral coefficient matrix can have more than 400 arcseconds FOV, and reduce the measurement error.
项目资助者国家自然科学基金(11273059、11573068)、应用光学国家重点实验室资助
语种中文
学科领域太阳与太阳系
ISSN0258-7025
引用统计
文献类型期刊论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/12138
专题抚仙湖太阳观测站
作者单位1.中国科学院云南天文台,云南,昆明,650216
2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林,长春 ,130033
3.中国科学院大学,北京,100049
推荐引用方式
GB/T 7714
方玉亮,金振宇,刘忠,等. 宽视场湍流轮廓线测量方法研究[J]. 中国激光 (Chinese Journal of Lasers),2018,45(08).
APA 方玉亮,金振宇,刘忠,&李正刚.(2018).宽视场湍流轮廓线测量方法研究.中国激光 (Chinese Journal of Lasers),45(08).
MLA 方玉亮,et al."宽视场湍流轮廓线测量方法研究".中国激光 (Chinese Journal of Lasers) 45.08(2018).
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