基于多项式混沌的激光大气传输湍流效应不确定度量化

摘要

针对激光大气传输湍流效应不确定度量化中采用蒙特卡罗(MC)方法计算效率低的问题,提出了一种基于多项式混沌(PC)的不确定度量化方法.该方法采用拉丁超立方抽样随机抽取少量样本,经过数值模拟后通过多项式混沌构造代理模型,并依据代理模型进行不确定度量化.以准直Gauss光束的地空垂直上行传输为例,不确定度计算中考虑了激光器出口光束质量和大气相干长度对远场功率密度的影响,并以大样本量MC方法的不确定度量化结果作为基准,对PC方法进行了验证.结果表明,PC方法只需对少量样本进行数值模拟计算,便可快速构建远场功率密度的代理模型,得到的不确定度量化结果与MC方法的量化结果吻合较好.