激光大气衰减包括大气气体分子对激光的吸收和散射、气溶胶粒子的吸收和散射，激光信号通过均匀大大气介质之后，其电磁辐射强度满足:
比尔-郎伯-布格定律：
;
:为波数，I()为信号传输l距离之后的电磁辐射强度，代表消光系数，为进入介质前的光辐射能量。 透过率函数：
;
其中，也被称作光学厚度，是一种无量纲的物理量；其中，无线表决器既包括了大气高压变频柜分子的吸收（）和散射()系数，也包括了气溶胶的吸收和散射()系数：
在实际的大气信道中，随着高度(z)的变化（假设大气具有分层均匀特性），即可以表示为,当信号光以内外网文件交换天顶角入射到大气介质中时，光学厚度可以表示为：
其中，其他的消光系数表如附图所示：
大气分子吸收效应的从测量：
1、 大气湍流模型的描述：均匀各向同性湍流、非均匀各向同性湍流
均匀各向同性湍流(是一种理想化的大气湍流模型，在复杂地形区和高空，对流层以上的区域，满足该理论条件的大气湍流区域有限，特别是近年来对大气湍流间歇性现象的发现，更证明了Kolmogorov模型应用的局限性。目前工程中常需要借助大量的实验观测数据对该模型进行修正。)
查理森级串模型：
湍流可以视作由气体流动形成的差别较大的涡旋，大涡旋不稳定，其从外界获取能量后，通过分裂等一系列复杂的运动将能量传递给次级涡旋，最后再最小的涡旋中通过气体黏性损耗。在一定的区域内，涡旋级串达到某种平衡状态，形成局部均匀各向同性湍流，具有普适性的统计规律。
为了确定气体湍流的统计规律，基于不同的假设条件，提出了许多统计模型，其中使用最广泛的为柯尔莫哥洛夫(Kolmogorov）模型：
柯尔莫哥洛夫(Kolmogorov）模型：
频偏
模型假设：
水泥增强剂配方
（1） 当雷诺数足够大时，存在具有各向同性结构的高波数区，在该区里，气体运动的统计特征只决定于流体的黏性系数和能量耗散率。
（雷诺数：雷诺数的定义为：
L为气体运动的尺度，v为流体速度，为分子
）
基于上述假设，建立起了湍流长度()、速度、时间的尺度，其中，分别为湍流的内尺度和外尺度；
;
（2） 当雷诺数足够大时，扰动统计特征只依赖于扰动能量的耗散率，此惯性区域的尺度满足:
柯尔莫哥洛夫(Kolmogorov）模型的特征参数：
随机场的空间统计特性通常用结构函数等相关函数关系描述，包括风速结构率函数、折射率结构函数等，由于在湍流效应的研究中，主要考虑大气折射率起伏对光传输的影响，故又称为大气光湍流。大气折折射率结构常数的定义为：
为折射率结构常数，用于表征大气湍流的强弱，具有一定的时空分布特征。在实际大气中，折射率结构常数通常随着高度的增加而减小，并且再近地面，还随着地理环境，温度，光照等变化。
在国内外大量测量数据的基础上，提出了多种的分布模式，其中较为常用的模型有Hufnagel模型、Hufnagel-Valley模型等；
Hufnagel模型：
W为风速因子，为520Km处风速的均方根。
适用于3-20km处的大气层的湍流计算，不适用于边界大气层。通过改进形成了
Hufnagel防水袋-Valley模型：
A为近地面结构折射率常量；
大气相干长度：
大气相干长度是另一种综合了大气湍流结构率、激光波长、传输距离等因素的传输特征参量，也称为弗里德常数（Fried）。表征了大气湍流中传输光束横截面上空间相干特性的物理量， K=2 ; 为天顶角；L为传输距离。
激光大气传输湍流效应：
激光大气传输的湍流效应主要包括光斑漂移、光束扩展、光强闪烁、光束到达角起伏几种，由于湍流具有随机性，导致其产生的传输效应也是随机的，只能用统计的方式对其进行研究分析。
光斑漂移：
当光束直径R远远小于湍流的外尺寸L时，大气湍流的主要作用是时激光光束的传播路径发生整体随机偏移，从而导致接收端光斑中心位置的随机变化，此时会增加跟踪捕获难度，对光束质量影响较小。光斑漂移与波长无关，且汇聚光束的漂移小于准直光束。
光斑漂移通常以质心位置变化来描述，设质心的位置适量表示为 (x,y),假设光斑质心在水平方向上的漂移和垂直方向上的漂移相互独立，则质心总的漂移方差可表示为：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议