对抗激光半主动制导导弹, 激光角度欺骗干扰是一种有效的手段。为提高激光角度欺骗干扰作战效能, 节约干扰资源, 在理论分析的基础上建立了干扰信号被导引头波门录取的概率模型, 研究了对激光半主动制导导弹角度欺骗干扰最佳超前时间, 并提出了递进干扰超前时间激光角度欺骗干扰方法。仿真分析结果表明: 波门宽度与指示信号误差比值和成功制导概率存在对应关系, 波门宽度一定时, 存在一个最佳干扰超前量使得干扰超前的概率最大。递进干扰超前时间激光角度欺骗干扰方法干扰效率较高, 具有一定的实用价值。

对抗激光半主动制导导弹, 高重频激光干扰是一种有效手段。为分析高重频激光对采取不同脉冲录取技术的导弹的干扰效能, 建立了高重频激光干扰效能模型。分别对导引头波门首次干扰成功的概率、第二次干扰成功的概率以及将目标指示信号诱偏出波门所需干扰次数进行了仿真模拟, 研究了高重频激光重复频率、波门宽度等因素对干扰效能的影响。仿真结果表明, 对采取首(末)脉冲录取技术的导弹, 干扰重复频率越高, 波门宽度越宽, 干扰成功的概率越高, 将目标指示信号诱偏出波门所需的次数越少。对采取最优时序脉冲录取技术的导弹, 首次干扰时, 干扰重复频率越高, 波门宽度越宽, 干扰成功的概率越高; 在首次干扰成功的条件下, 第二次干扰成功的概率随干扰激光重复频率的增长而趋于平缓; 并且将目标指示信号诱偏出波门所需的最佳干扰频率位于波门宽度倒数附近。研究成果可为装备研制及作战运用提供参考。

首先分析了影响光电对抗弹药消耗的因素, 然后根据这些因素计算了光电对抗弹药在作战中承担的任务量, 结合弹药的单次任务消耗量, 建立了光电对抗弹药消耗量的计算模型, 最后结合一次具体的实例给出了模型的计算使用方法。计算结果表明, 给出的光电对抗弹药消耗量计算模型表述清晰, 计算简便, 可为评估光电对抗行动中的弹药保障提供参考, 具有较强的现实意义。

为确定不同因素对激光高重频作战运用的影响, 研究了激光高重频对半主动制导导弹干扰的原理, 分别探讨了大气传输、干扰激光重复频率、配置距离等因素对激光高重频作战运用的影响, 建立了相应的数学模型, 并进行了仿真与计算。结果表明, 大气能见度越好,激光高重频干扰机所需的最小发射峰值功率越高; 干扰重复频率越高, 干扰成功概率越大; 干扰机配置距离不能过近, 也不能过远, 应当根据半主动制导导弹的性能、干扰超前概率等因素确定配置的范围。

机动车排放造成的城市空气污染是目前亟待解决的问题之一。为了分析机动车排放对北京市大气污染的影响,于2007年8月在北京市健翔桥附近利用米氏(Mie)散射激光雷达,对交通排放的颗粒物进行了长时间连续立体监测。实验选取2007年8月16日至21日机动车限行前后的典型数据进行分析,对激光雷达系统及其数据处理方法进行讨论,反演了近地面层颗粒物质量浓度,与车流量和黑炭浓度进行了比对分析。把机动车限行期间与限车前后的观测数据分析比较,发现颗粒物质量浓度与车流量具有很好的相关性,限车期间颗粒物质量浓度总体上呈现下降趋势,证明了机动车限行减排是一项减轻城市大气污染的有效措施。

为了用激光雷达遥测机动车排放颗粒物的浓度分布,从理论上分析了颗粒物后向散射系数和质量浓度之间的关系;利用激光雷达测量的后向散射系数以及黑碳仪测量的黑碳气溶胶质量浓度数据,采用最小二乘法对颗粒物后向散射系数与浓度以及后向散射系数与车流量之间进行了相关性分析。结果表明,激光雷达测量的后向散射系数能够很好地反演机动车颗粒物质量浓度,它们之间存在正比关系。激光雷达探测的气溶胶颗粒物浓度和车流量具有很好的一致性,可以用来研究机动车排放颗粒物的水平分布和扩散特性;这对于机动车的管理以及大气污染控制具有重要意义。

激光雷达监测气溶胶垂直分布一直是大气环境监测领域的重要内容之一。为了研究大气气溶胶质量浓度的垂直分布,对气溶胶质量浓度反演模型进行了理论分析和实验验证。在理论分析后向散射系数与质量浓度之间指数关系及气象因子对气溶胶质量浓度分布影响的基础上提出了一种指数修正模型。采用非线性最小二乘法与经验相结合的方法进行了实验验证,获得了模型参量并反演了气溶胶质量浓度的垂直分布。结果表明,修正模型与实际情况更接近,能更好地反映气象因子对气溶胶质量浓度分布的影响,该修正模型对于气溶胶的垂直分布研究具有一定的参考价值。

用微脉冲激光雷达(MPL)研究了机动车限行措施对城市大气污染影响。2007年8月北京市车辆限行期间, 对近地面层气溶胶的光学特性进行连续立体监测, 在对激光雷达系统及其数据处理方法讨论的基础上, 反演了近地面层气溶胶消光系数、大气边界层高度以及颗粒物质量浓度的时空变化, 通过和未限车期间近似气象条件下观测数据的分析比较, 发现限车期间颗粒物质量浓度呈现下降趋势, 监测区域上空大气污染层厚度减小, 证明车辆限行减排是一项减轻城市大气污染的有效措施, 为我国城市空气污染治理提供了科学依据和参考。

记忆式滑动窗口积分算法选取一定宽度的窗口，从地面开始滑动，对窗口内的信号进行积分，根据积分值和前一时刻的云层信息来反演云层高度。该算法可消除信号中的噪声，叠加放大信号中的云层信息，将云层与气溶胶加以区分。用该算法处理了Vaisala云高仪的数据，并与云高仪的结果进行了对比，结果表明，记忆式滑动窗口积分算法在反演尝云层信息信息时具有较高的准确性和可靠性。

从理论上分析气溶胶后向散射系数和质量浓度之间的关系，利用米散射激光雷达和颗粒物质量监测器振荡天平(tapered element oscillating microbalance，TEOM)分别测量了合肥市郊近地面大气气溶胶的后向散射系数和PM10的质量浓度。在分析其相关性的基础上，利用非线性最小二乘法拟合的方法建立了利用后向散射系数获取颗粒物质量浓度的经验公式，并对利用公式反演的结果进行了实验验证。同时还分析了合肥市郊春季气溶胶的日变化特征，以期对合肥市大气污染总量控制方案及对策提供科学依据。