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基于掩星模式的临近空间大气温压廓线的星间差分吸收激光探测方法研究的开题报告
开题报告
题目：基于掩星模式的临近空间大气温压廓线的星间差分吸收激光探测方法研究
一、研究背景
在地球近邻空间，如热层、电离层等区域，温度、压强等物理量的变化对于大气层结、电波传播、卫星轨道、空间天气等方面都具有重要的影响。而且，对于环绕地球或太阳系中其他行星进行探测和定位，对这些参数的准确测量也是不可或缺的。
吸收激光探测技术具有高精度、高空间分辨率等优点，在空间大气探测领域发挥了重要作用。在太空探测中，要对于空间大气物理参数进行定量的测量，如温度、压强、密度、气体成分等，需要对于大气中多个基础分子进行同时探测，从而得到其在大气中透过程度的信息，进而计算出大气物理参数的空间变化。
现有的吸收激光探测方法，都是采用单点式观测，其空间分辨率不高，无法实现对整个大气层的覆盖，并且存在测量结果误差较大的问题。而在大气层较低的高度，可通过微卫星、探空气球等设备进行一定范围的探测，但是对于高空、长时间、大面积的实时监测仍相对困难。
因此，为了提高大气探测的精度和实时性，需要针对掩星模式的数据，研究基于星间差分吸收激光探测技术，实现对于临近空间大气温压廓线的全面探测与反演。
二、研究内容
本文旨在研究基于星间差分吸收激光探测技术的掩星模式，实现临近空间大气温压廓线的全面探测与反演。具体的研究内容如下：
1.掩星模式分析
应用遥感技术，获取掩星观测数据，以期在数据预处理等环节的基础上，通过掩星模式的的解算，实现对于大气探测数据的获取。
2.星间差分算法研究
针对掩星模式下的数据，开展星间差分算法研究，以期实现对于临近空间大气温压廓线的高精度探测。
3.算法优化及实现
针对星间差分算法的优化与实现，完善掩星模式数据采集、处理与反演工具，并实现对于临近空间大气温压廓线的综合探测。
4.算法仿真
通过算法仿真与实验，对已有算法的准确性、实用性进行检验，得出较为准确的探测结果，为后续工作提供技术与数据支持。
三、研究意义
本文针对掩星模式下的数据，以星间差分吸收激光探测技术为基础，实现对于临近空间大气温压廓线的全面探测与反演。本文的研究成果，具有以下几方面意义：
1.提高大气探测数据精度：本文的研究成果将实现对于临近空间大气物理参数的高精度探测，并在研究中完善掩星模式下的数据处理方法，实现数据的自动化处理。
2.掌握先进的探测技术：本文将探索并实现先进的星间差分算法，具有较高的探测精度和空间分辨率，使监测数据真实可靠，提高了数据的类型和可行性。
3.为电磁波传输和行星探测提供技术支持：本文的研究结果可以为电磁波传输和行星探测提供实时、可靠的大气温压廓线数据产品，为相关行业提供实质性的技术支持。
四、研究计划
任务节点：
1.研究任务（8周）：对于掩星模式的数据进行分析处理，选择合适的物质以实现对大气探测。
2.方案提出（4周）：在分析实验完成的基础上，提出基于星间差分吸收激光探测技术的模型，确定实现方案。
3.算法研究（8周）：在确定方案的基础上，针对所提出的模型开展算法研究，初步获取实验结果。
4.算法验证及优化（5周）：针对已有结果开展算法验证与优化，使研究成果更具实际应用价值。
5.研究总结（3周）：全面梳理研究成果，提出后续工作建议，撰写论文并进行实验成果总结。
时间安排：
第1-2周：确定研究内容，进一步明确研究思路与研究方向；
第3-6周：对掩星模式下的数据进行分析处理；
第7-10周：开展星间差分算法的研究，并初步获取实验结果；
第11-14周：对已有结果进行验证与优化；
第15-17周：全面梳理研究成果，提出后续工作建议；
第18-20周：撰写论文并进行实验成果总结。
五、预期成果
1.掌握掩星模式的数据采集和实时处理技术；
2.实现基于星间差分吸收激光探测技术的大气温压廓线探测算法；
3.完善探测算法所需的代码工作，并在实验中实现数据自动处理；
4.实现算法的验证和优化，并对实验结果进行分析和总结；
5.撰写论文并进行实验成果的总结，为后续研究工作提供建议。
六、参考文献
[1]李伦.东亚大气温度廓线反演和研究[D].北京:中国科学院大气物理研究所,2016.
[2]陈福旺.基于微波辐射计的陆地表面温度反演[D].广州大学,2013.
[3]张倩.边缘型问题三维温度反演方法研究[D].西北工业大学,2016.
[4]刘仿.吸收探测法测量临近空间大气廓线的数值模拟和磁流体力学的分析[D].中国科学技术大学,2015.