【摘 要】
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目前对大气风场的探测方法主要分为两类：主动法和被动法。其中被动法大气风场探测的探测区域一般为中高层大气，该区域存在较多的极光和气辉谱线，可直接利用干涉仪探测这些携带了
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目前对大气风场的探测方法主要分为两类：主动法和被动法。其中被动法大气风场探测的探测区域一般为中高层大气，该区域存在较多的极光和气辉谱线，可直接利用干涉仪探测这些携带了大气信息的谱线，根据干涉环半径和峰值的变化可以分别反演出大气的风速和温度信息。因此，研究高层大气风场探测技术对研究高层大气的动力学及热力学具有重要的科学意义。
本文详细介绍了高层大气风场被动探测的发展概况，分析了高层大气中的极光和气辉的特性、分布形式以及谱线的选择原则，讨论了高层大气风速和温度与其所在区域的光谱线型函数的关系。根据高层大气风速和温度的探测原理，建立了基于Fabry-Perot(简称F-P)干涉仪的大气风场探测系统的理论模型，并推导其反演算法，并进行了相应的数学模拟验证，获得风速变化与干涉圆环半径的关系、温度变化与峰值和谱宽的关系。
论文重点研究了高层大气风场探测系统结构的设计技术，利用Zemax软件序列模式及光学设计中的像差理论对望远镜接收系统、光束聚焦系统以及光束准直系统进行优化设计，并且利用Zemax的非序列模式完成F-P干涉仪系统结构的仿真。针对温度探测理论建立了合理的光源光谱文件，给出理想仿真干涉圆环,进一步分析探测器上得到的干涉环，设计了数据反演算法，实现了风速、温度的反演。通过与理论值进行比对，获得风速仿真误差小于4.2％，温度的仿真误差小于7.5％，验证了该风速和温度探测理论的可行性。
文章最后总结了该课题的研究成果，并提出了进一步深入探索的方向，以期对高层大气风场被动探测提供更为可靠的理论支持。
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