题目：平流层星光传输机理研究

    天文导航是一种依靠飞行器自带的星敏感器等装备对行星进行观测，基于星体的自己特有的运动规律呈现的信息来判断飞行器在空间的运动参数的一种完全自主的导航技术。但受其观测手段限制，在低空和天气条件较差的情况下使用受到限制，尤其是在平流层，星光穿过大气层时会通过随机性强的大气湍流，光波在含有大气湍流的区域中传播就容易受到不均匀密度大气的影响，生成一系列诸如光束抖动等大气湍流效应。这些影响因素都严重的影响到了工作在大气环境中的自主星光导航系统的导航性能。因此，研究平流层大气中的大气湍流对光传播的影响对于自主星光导航技术来说是十分有必要的。

    在星光导航原理的基础上，本文针对平流层星光传输研究，建立自然条件下大气湍流数值模型，模拟出了大气湍流密度场，得到大气湍流密度场及密度脉动场的分布，建立大气湍流场下的星光传输模拟仿真方法，研究星光导航过程中星光穿过大气湍流引起的传输误差及能量衰减。截取湍流场内部多组截面，用几何光学法及统计光学理论计算出星光经由大气湍流场引起的光程差、相位均方差、Strehl比等光学传输效应参数，还原星光在湍流场内部传输偏折及能量衰减的情况，并将星光亮度和能量的衰减表达出来。

    此外，本文将自适应网格技术应用于星光追迹过程中，根据流场网格的数据特征而准确确定追迹步长，达到自适应的目的，从而保证星光追迹的效率。为了衡量大气湍流流场对星光偏折的影响程度，本文首先推导出星光在流场中传输偏折效应的偏折因子与星光传输的关系，通过星光变步长追迹曲线得到的结果验证偏折因子的正确性。最后根据对经过验证的偏折因子采取稳定性分析，推导出了星光在湍流流场中偏折效应的综合评价指标。