天空偏振光分布局部模式的获取与分析.pdf

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1、中自绅誊艘求犬誊硕士学位论又天空偏振光分布局部模式的获取与分析作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：孙辰检测技术与自动化装置梁华为研究员二。一四年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaADissertationforMaster’SDegreeAcquisitionandAnalysisofPartialSkylightPolarizationDistributionPatternAuthor’SName：ChenSunSpeciality：DetectionTechnologyandAu

2、tomaticDeviceSupervisor：ProfessorHuaweiLiangFinishedtime：May，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：豳煎中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定

3、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。Ⅵ≤开口保密(年)作者签名：砬公导师签名：签字日期：丕!筮篁：堑签字日期：乙：筮篁!五摘要太阳光在大气层传输过程中，与空气分子、气溶胶粒子发生大气散射形成偏振光。天空中不同偏振态的偏振光形成了天空偏振光分布模式。在固定的位置，特定的时间段内，天空中存在一个相对稳定的天

4、空偏振光分布模式，它遵循着一定的分布规律，包含着丰富的空间方位信息。生物学家的研究表明，许多昆虫具有独特的神经元结构，对偏振光非常敏感，能够从天空偏振光分布局部模式中提取偏振信息进行导航。作为实现偏振光导航的基础，天空偏振光分布局部模式的获取与分析具有重要意义。本文所作的工作主要如下：1)首先系统地介绍了天空偏振光分布模式的基本理论，如光的偏振现象、大气散射现象、天空偏振光分布模式的形成过程、影响因素以及偏振特性的数学描述。2)阐述了天空偏振光分布局部模式检测系统的设计，对现有的天空偏振光分布模式检测装置进行了概述，介绍了本文中设计的

5、成像式检测系统的测量方法原理，分别介绍了本文设计的配备有变焦镜头的验证性单通道装置、配备有定焦镜头的验证性单通道装置和三通道实时同步采集装置。分别对装置的硬件结构、软件实现处理流程进行了详细描述，介绍了各自的特点。3)结合相应的户外实验对每个装置的优缺点进行了总结和概括，重点说明了装置中镜头焦距的选择对实验的影响。镜头焦距决定了天空偏振光分布局部模式检测系统的测量视野范围。通过实验结果与理论分布模型的对比，证明研制的天空偏振光分布局部模式检测系统是稳定可靠的，能够检测天空偏振光分布局部模式。户外实验说明天空偏振光分布局部模式具有一定的

6、稳定性，围绕中性点呈对称分布。初步探索了云对天空偏振光分布模式的影响，实验表明偏振度受到云的影响较大，偏振角受到云的影响相对较小。关键词：大气散射天空偏振光分布模式偏振光导航成像式检测系统摘要Abstract——————————————————————————————————————————一一ABSTRACTDuringthetransmissionprocessintheatmosphereofthesunlight，polarizednghtISgeneratedbytheatmosphericscatteringofairmo

7、leculesandaerosolparticles．DifferentbeamsofpolarizedlightintheskywithvariouspolarizationstatesR)nntheskylightpolarizationdistributionpattem．Arelativelystableskylightpolarizationdistributionpatternexistsintheskyatafixedpositionduringaspecifictimeperiod．whichfollowscertai

8、ndistributionprinciples，containingabundantspatiallocationinformation·Theresearchofbiologistsshowsthatmanyinsec