偏振遥感作为新兴的探测手段正逐渐进入遥感对地观测的行列，国内外目前即将发射的遥感卫星中，不少已经开始搭载偏振探测器，偏振遥感将以其独特的方式开始发挥作用。然而，偏振遥感在获取图像的过程中，由于大气偏振效应强于地表偏振，有用的地物信息往往被大气覆盖，如何降低大气对偏振图像的影响已成为数据可用性的关键。

经过长期理论与实测发现，当太阳光照射到大气上，由于大气粒子的散射作用，天空会形成较稳定的偏振分布，该分布被称作天空偏振模式。通常以偏振度(DOP)来表征偏振效应，根据地基大视场的天空背景观测，天空中存在少量区域，其偏振度非常小，且以该区域为中心环状向外扩散，偏振度逐步增大，这些区域被通常被称为大气偏振中性点。因此，利用大气偏振中性点偏振效应极低这一重要特性，从该区域进行遥感观测，将有可能降低大气偏振效应对图像的影响，从而为偏振遥感观测提供新方法。

为了深入研究大气偏振中性点的特性，必须研制高精度的观测仪器，本文的目的旨在研制一套大气偏振中性点观测系统。首先，通过理论计算与基于现有仪器的先期观测，得到天空偏振模式的分布特征，规划系统的观测模式与设计指标。其次，搭建配备绝对式编码器的自动控制系统，用以完成精确的跟踪指向功能；同时构造光机结构实现偏振测量，经过光电系统与操作软件一体化的系统集成，完成偏振图像的获取。最后，基于获取的观测数据，与同时刻大视场数据进行对比，验证系统的可靠性。

本论文研发的大气偏振中性点观测系统精度高，大气偏振效应明显，为深入研究大气偏振中性点特性提供了重要的支撑，也为后续继续扩展偏振遥感探测提供了必要的辅助。

答辩时间： 2018-06-05

硕士学位授予单位：北京大学