不同月相下天空偏振光特性的研究.pdf

1、由于大氣層中散射粒子的作用，天空光表現出偏振特性并在天空中形成穩(wěn)定且有規(guī)律的偏振模式。經過不斷進化，沙蟻和糞金龜等昆蟲的復眼背部邊緣區(qū)域能夠識別天空光的偏振分布模式。昆蟲的這一能力為科研人員研發(fā)仿生偏振導航技術提供了靈感。在目前天空偏振光特性的研究中，白天日光偏振模式取得了很大的進展；但是受測試環(huán)境和時間段的限制，對夜間天空光偏振分布模式的研究相對較少。因此為進一步探索夜間天空光偏振模式變化規(guī)律并奠定仿生偏振導航在夜間應用的基礎，本文對

2、不同月相下的天空光偏振模式開展了研究。
　　本研究主要內容包括：⑴分析了天空光發(fā)生散射的過程，論證天空光偏振特性形成原因?；赗ayleigh單次散射理論對太陽和月球位于不同方位時的理論偏振分布模式進行了仿真。利用已搭建的圖像式全天空偏振光測試系統(tǒng)對陸地上不同月相下的天空光偏振模式和海洋盈凸月下天空光偏振模式進行測試。⑵通過分析偏振模式的中性點和子午線方向，對日落后到日出前時間段內的天空光偏振模式進行了研究。在不同月相下測試偏振模

3、式中開展對比分析，研究月相變化對夜間天空光偏振模式的影響。將測試偏振模式與日光和月光理論偏振模式仿真結果進行對比，分析測試結果和理論仿真之間的差異，探索夜間天空光偏振模式的變化規(guī)律。⑶分析對比結果發(fā)現在月亮照亮面積比較大的月相時，航海暮光結束后測試天空光偏振模式與月光理論偏振模式基本相同，并與Rayleigh散射理論相一致。在月亮照亮面積比較小的月相時，暮光到月光過度階段的天空光偏振模式易受到城市人造光源的影響，與月光理論偏振模式不相符