【技術實現步驟摘要】
本申請涉及激光散射，具體而言，涉及一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸方法及裝置。
技術介紹
1、隨著激光技術的發展，激光引信已廣泛應用于軍事武器裝備中，在戰爭中發揮著重要作用。高技術武器設備已經使現代戰爭模式發生了根本性的變化，具有抗干擾的高精度激光引信是高技術武器設備重要研究方向之一。戰場環境是復雜多變的，往往伴隨著多種材質氣溶膠的存在。因此，研究激光在氣溶膠中的傳輸方法，從而達到抗氣溶膠干擾的效果具有重要意義。
2、大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中的固體或液體微粒與氣體組成的混合物。由于氣溶膠在其中做著無規則的運動，因此氣溶膠對激光探測的影響具有很大的不確定性。激光探測大氣氣溶膠光學特性的基本原理是向大氣中發射激光，激光會與大氣氣溶膠粒子發生相互作用，得到后向散射信號，通過對這些信號的分析，推到氣溶膠的后向散射系數。激光雷達是當前廣泛應用的大氣氣溶膠主動探測手段，多波段偏振激光雷達的誕生為研究大氣氣溶膠提供了便利，目前的高光譜分辨率激光雷達系統可在多個波段進行大氣氣溶膠探測。氣溶膠的光散射特性受多個參數的影響，例如不同的入射波長、氣溶膠粒子折射率以及粒子尺度參數等。
3、目前激光在大氣中的傳輸主要有單散射模型、多散射模型、離散坐標法模型等。單次散射的模擬條件為衰減系數與傳輸光程之積小于0.1，當傳輸距離較大時，該模型不再滿足實際情況；離散坐標法只能模擬直視情況下的激光大氣傳輸，而對散射傳輸過程的模擬還不太成熟；多次散射的主要模型方法分為三種：解析方法、實驗方法和蒙特卡羅方法。目前氣溶膠多散射模型的技術現狀如下
4、(1)解析法，突出優點是物理概念清晰，能夠明確闡釋粒子散射特性的本質，計算精度最高，但求解的要求特殊，適用范圍最小，計算量龐大；
5、(2)實驗方法是建立實驗室條件下的氣溶膠環境，在此基礎上進行光傳輸實驗，模擬氣溶膠條件下激光傳輸效果。因為實驗條件有限，這種方法的分析范圍受到很大限制；
6、(3)蒙特卡羅方法是基于隨機過程的模擬方法，可以用于研究單次散射及多次散射的視距和非視距傳輸問題，不需要引入約束條件、邊界條件或人為假設，仿真的重復性好，能夠定性分析探測系統參數及環境變化對結果影響的趨勢性規律。在傳統蒙特卡羅方法中，光子隨機游動，而探測器面積較小，因此最終能到達探測器的光子數較少，大部分光子對探測結果無貢獻，為了得到穩定的結果，只能模擬大量的光子，但會增加程序的運行時間。
7、綜上，蒙特卡羅方法是氣溶膠環境下激光的散射傳輸模擬最適用的方法。但由于在模擬中光子是隨機游走的，且探測器的面積有限，因此光子進入探測器的數量較少，如圖1所示。沒有被探測器探測到的光子對探測器沒有貢獻，但仍然需要模擬，這會浪費計算機的內存，也會浪費計算時間。
8、針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
1、本專利技術實施例提供了一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸方法及裝置，以至少解決現有技術中未進入探測器的光子仍然需要模擬導致浪費計算機的內存的技術問題。
2、根據本專利技術實施例的一個方面，提供了一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸方法，包括：基于發射延遲補償來建立激光發射模型，并基于散射補償因子來建立氣溶膠傳輸模型；基于所述激光發射模型和所述氣溶膠傳輸模型，利用蒙特卡羅直接模擬法進行光子的傳輸跟蹤，再通過指向概率融合期望的方法計算所述光子經過散射后能夠被接收端捕獲的概率。
3、根據本專利技術實施例的另一方面，還提供了一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸裝置，包括：模型建立模塊，被配置為基于發射延遲補償來建立激光發射模型，并基于散射補償因子來建立氣溶膠傳輸模型；計算模塊，被配置為基于所述激光發射模型和所述氣溶膠傳輸模型，利用蒙特卡羅直接模擬法進行光子的傳輸跟蹤，再通過指向概率融合期望的方法計算所述光子經過散射后能夠被接收端捕獲的概率。
4、在本專利技術實施例中，基于發射延遲補償來建立激光發射模型，并基于散射補償因子來建立氣溶膠傳輸模型；基于所述激光發射模型和所述氣溶膠傳輸模型，利用蒙特卡羅直接模擬法進行光子的傳輸跟蹤，再通過指向概率融合期望的方法計算所述光子經過散射后能夠被接收端捕獲的概率，解決了現有技術中未進入探測器的光子仍然需要模擬導致浪費計算機的內存的技術問題。
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1.一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過指向概率融合期望的方法計算所述光子經過散射后能夠被接收端捕獲的概率，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算所述光子在Sn點的散射能指向所述接收端的接收面的概率，包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算所述光子在Sn點的散射能指向所述接收端的接收面的概率，包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算所述光子經過Sn點散射之后到達探測器的概率，包括：
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述接收面的概率和所述探測器的概率，計算所述光子的估計值，包括：
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述估計值，計算所述光子經過n次散射后到達所述接收面的概率，包括：
8.一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸裝置，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有程序，其特征在于，在所
...【技術特征摘要】
1.一種融合型蒙特卡羅的激光散射傳輸方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過指向概率融合期望的方法計算所述光子經過散射后能夠被接收端捕獲的概率，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算所述光子在sn點的散射能指向所述接收端的接收面的概率，包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算所述光子在sn點的散射能指向所述接收端的接收面的概率，包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，計算所述光子經過sn點散射之后到達探測器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙旭，李婷，柯尊貴，郝昕，孔繁林，范軍芳，劉寧，
申請(專利權)人：北京信息科技大學，
類型：發明
國別省市：
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