针对现有极化码软输出译码器存在的高资源消耗与低资源效率,设计了一种快速低复杂度软取消(Fast Reduced Complexity Soft-Cancelation,Fast-RCSC)译码算法及其译码器硬件架构。Fast-RCSC算法对内部特殊结点进行完整计算,在减少译码周期的同时仍有较好译码性能。基于不同特殊结点公式之间存在相似性,进而通过对引入的特殊结点模块进行计算结果复用以及计算模块分时复用,减少特殊结点模块资源消耗。通过共用存储单元以及对不足存储单元数据宽度的数据进行合并,降低存储资源消耗。在华润上华(Central Semiconductor Manufacturing Corporation,CSMC)180 nm工艺下综合结果表明,设计的译码器在码长为1 024的情况下,面积为2.92 mm2,资源效率为245.2 Mbps/mm2,相比现有软输出译码器有不同程度的提升。

大气星光掩星技术可以探测获得行星大气多种痕量成分密度等信息，该技术基于大气光谱透过率来进行探测。根据星光掩星探测原理建立了掩星工作模型，初步分析了气体分子光谱吸收特征，获得了多种大气成分的透过率，利用大气透过率反演得到了大气成分密度，并与大气模式MSISE-00结果进行比较验证。进一步对光谱的信噪比和相对误差进行了估计，并讨论了恒星的不同视星等对探测信噪比和相对误差的影响，由此给出目标星视星等的范围。初步结果表明：利用视星等在-1.45~3.55范围内的目标星作为光源进行探测，信噪比在100以上，且测量的相对误差最小可达到1%。以上结果为地球临近空间高度上星光掩星探测的开展提供了初步的理论指导。

利用2011~2013年期间60 h的钠荧光多普勒激光雷达温度和风场数据, 采用矢端曲线法提取廊坊上空85~95 km中层顶区域准单色惯性重力波的所有参量,并统计准单色大气重力波的活动特性。获得的85次准单色重力波事件中, 上传(下传)重力波64次(21次), 占总数的75.29%(24.71%)。垂直波长(水平波长)和观测周期平均值分别为6.6 km (727.8 km)和7.4 h, 分别集中在6~9 km(200~800 km)和2~7 h, 固有周期平均值为7.76 h, 主要集中在3~9 h, 水平传播方向分布比较均匀, 没有占主导的传播方向。对于上传重力波, 水平背景风在大气重力波水平传播方向上的分量取正值和取负值的概率大致相等, 但对于下传重力波, 该风场分量取正值的概率大约是取负值的2倍, 说明观测到的下传大气重力波在中层顶区域多为顺风传播。

星载激光雷达可以获取全球的高精度地球探测数据, 在对地观测中起到越来越重要的作用。介绍了美国和欧洲星载激光雷达的发展历程。从探测原理、探测系统和探测结果等方面分别对地球激光测高系统星载激光雷达、正交偏振云-气溶胶星载激光雷达以及大气激光多普勒测风星载激光雷达进行了详细介绍。并对3台星载激光雷达的接收望远镜的结构和材料进行了分析。可以为我国星载激光雷达的研究提供参考。

中国科学院国家空间科学中心(空间中心)研制的532 nm 多普勒激光雷达主要用于测量临近空间的大气风场、温度和密度等参数。获得单一的、稳定频率的出射激光是该多普勒激光雷达正常运转的关键技术。该激光雷达采用种子注入技术来获得单模的脉冲光, 并通过将种子激光锁定在碘分子吸收线的方法来获得稳定的激光频率。调节种子光频率的方法有压电换能晶体(PZT)调节和温度调节两种机制。PZT调节的特点是调节速度快但调节范围窄, 而温度调节的响应速度慢但调节范围大。通过协调两种调频机制, 并利用比例-积分-微分(PID)控制算法, 设计了一套长期稳定的锁频系统。该系统大大降低了对采集卡输出电压范围的要求, 并可以使长时间的、大范围的频率漂移由调频较宽的温度调节来响应, 而瞬时的频率漂移由响应速度较快的PZT调节来响应, 从而保证了系统的长时间运行。该稳频系统的稳频精度可以达到350 kHz。连续工作时长可达20 h以上。

为了解决非注入状态激光脉冲对非相干多普勒激光雷达测风结果可靠性的影响, 利用注入与非注入状态激光脉冲建立时间不同的原理, 设计和实现了一种脉冲激光种子注入状态检测器, 其时间测量精度为45ps, 测量时间范围为3.5ns~2500ns, 最高脉冲重复频率为1kHz。利用该检测器对某型号Nd∶YAG脉冲激光器进行了种子注入状态检测实验, 结果显示注入（非注入）状态脉冲建立平均时间为123.27ns（134.44ns）, 1.35h内非注入状态激光脉冲占总激光脉冲比例为8.54%。结果表明, 该脉冲激光种子注入状态检测器能够有效地检测出非注入状态的激光脉冲, 对于提高激光雷达测风可靠性具有潜在的价值。