天空背景輻射光譜測量系統(tǒng)及軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、天空背景輻射源自于被大氣分子、氣溶膠粒子等散射元散射的太陽輻射，其被散射后形成了散射光亮度的空間分布，在大氣科學(xué)研究、白天天文觀測、激光通信、地基空間目標(biāo)檢測、被動(dòng)測距等領(lǐng)域均有較大的應(yīng)用價(jià)值。為了對天空背景輻射光譜進(jìn)行測量，本文基于光纖光譜儀研制了一臺(tái)一體化光譜型天空背景輻射計(jì)。
　　本文首先闡述了天空背景輻射測量的理論模型，介紹了光纖光譜儀及其控制軟件開發(fā)的相關(guān)背景，然后重點(diǎn)描述了與設(shè)備控制邏輯密切相關(guān)的機(jī)械、光學(xué)硬件模塊的組

2、成結(jié)構(gòu)。
　　本文在分析實(shí)際光譜測量功能需求和系列型號后續(xù)改進(jìn)需求的基礎(chǔ)上，確定光譜儀、單片機(jī)、工控機(jī)等關(guān)鍵控制模塊的通信連接方式，設(shè)計(jì)了具有分層結(jié)構(gòu)的整體控制邏輯，將設(shè)備控制程序開發(fā)任務(wù)拆分為單片機(jī)控制邏輯的設(shè)計(jì)與工控機(jī)軟件業(yè)務(wù)功能模塊的編寫。
　　將單片機(jī)所直接控制的動(dòng)作行為抽象并封裝為多個(gè)可以分別執(zhí)行的功能模塊，簡化單片機(jī)程序的頂層邏輯。工控機(jī)軟件的開發(fā)以面向?qū)ο蟮姆绞竭M(jìn)行，抽象出通信接口控制類與功能邏輯類。以線程暫停

3、的方式來協(xié)調(diào)軟件與單片機(jī)之間的動(dòng)作流程，實(shí)現(xiàn)功能控制代碼的集中編寫，使設(shè)備項(xiàng)層的行為控制邏輯開發(fā)成為只需按動(dòng)作順序依次添加相應(yīng)代碼模塊的簡單過程。重點(diǎn)介紹了如電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制等關(guān)鍵功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)過程。
　　對所研制的光譜型天空背景輻射計(jì)進(jìn)行功能測試，并分析光譜測量數(shù)據(jù)。對比已有研究結(jié)果，驗(yàn)證了定點(diǎn)測量和全天空掃描測量數(shù)據(jù)的時(shí)空變化規(guī)律，都與已有結(jié)果保持一致。確認(rèn)所研制的一體化光譜型天空背景輻射計(jì)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并從側(cè)面說明了測量結(jié)果