题目：利用星光导航的高超声速飞行器气动光学效应研究

高超声速飞行器在飞行过程中由于在飞行器头部与气流之间形成复杂的湍流流场，光波在通过复杂湍流流场时产生了严重的气动光学效应，使得目标成像发生了光束漂移(视线误差)，模糊及抖动闪烁等现象，因而只有通过研究高超声速流场中的光传输模型，对高超声速流场的相关特征(即气动光学效应机理)进行有效的分析，才能有利于光学理论的应用和建模问题的解决。本论文主要研究光线在高超声速流场介质中的传输效应，侧重于利用CFD(计算流体力学)得出高超声速流场的密度场模型，以及对光线在高超声速流场中的光传输过程的数学建模研究和对光波在通过流场介质后产生的漂移效应(即视线误差)进行仿真研究。论文研究的创新点在于提出结合高超声速流场的CFD网格计算模型，建立了一种网格化的光传输模型。论文中利用气动光学效应数值模拟的工程算法推导出了光强中心漂移等计算公式。还应用了计算流体力学的方法和统计场的理论来分别研究平均流场的气动光学效应和湍流流场的气动光学效应的点扩散函数、图像模糊等参数。并利用计算流体力学(CFD)对高超声速流场密度场进行建模，在此基础上得到比较精确的各个网格模型中的折射率；最后基于CFD网格和密度场模型得到的密度场数据，分别利用几何光学近似方法（光线追迹法）和统计光学方法建立光波在流场中的传输模型并进行仿真，得出各种条件下光波在流场中产生的漂移效应，即视线误差。最后对湍流退化图像复原的算法原理进行研究，提出一些可实现的图像复原方法。