天空偏振光分布局部模式的获取与分析

发布时间：2023-03-03 21:14

　　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...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的组织结构
第2章 天空偏振光分布模式的基本理论
    2.1 光的偏振
    2.2 大气散射
        2.2.1 Rayleigh散射
        2.2.2 Mie散射
    2.3 天空偏振光分布模式及形成过程
    2.4 天空偏振光分布模式的影响因素
    2.5 偏振特性的数学描述
        2.5.1 Jones矢量法
        2.5.2 Stokes矢量法
    2.6 本章小结
第3章 验证性单通道检测系统的设计和实验
    3.1 现有的检测系统的分类
        3.1.1 点源式检测装置
        3.1.2 成像式检测装置
    3.2 基于Stokes矢量法的测量原理
    3.3 配备有变焦镜头的验证性单通道系统
        3.3.1 系统介绍
        3.3.2 实验分析
    3.4 配备有定焦镜头的验证性单通道系统
        3.4.1 系统介绍
        3.4.2 实验分析
    3.5 本章小结
第4章 三通道实时同步采集系统的设计与实验
    4.1 三通道实时同步采集系统的设计
        4.1.1 系统介绍
        4.1.2 硬件构成和机械支架
        4.1.3 相机标定和图像拼接
        4.1.4 软件实现
    4.2 三通道实时同步采集系统的实验分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3753121