在大气光学成像领域,由于大气中压强、温度、相对湿度和二氧化碳含量的不同,导致大气折射率场呈非均匀分布。所以,只有了解大气折射率场的变化特性,才能对大气中的光线追击做出精确的判断。 本论文对国内外文献中已有的大气折射率计算公式进行了整理和总结,通过对Ciddor-Owens公式和Ciddor-LL公式、Ciddor-Owens公式和Rüeger公式之间的对比分析,提出了公式选择方面的若干建议。 对大气折射率影响因素进行了深入研究,定量分析了各种不确定度。并且在高温条件下,利用优化迭代算法原理,对Rüeger公式进行拓展,增加了公式的开放性,使得优化后的公式在高温条件下依然适用。 在此理论基础上,开发了密度场到折射率场转换的程序,实现了密度场数据与折射率场数据互相转换、高温下折射率公式自动优化、折射率场数据三维动态显示等功能。 最后,利用新编NCEP/NCAR逐日再分析数据对我国大气层的温度分布特性做了定性和定量分析,并且推导了新的大气压强随海拔高度变化的公式。在此基础上,对大气层折射率场进行深入研究,利用指数模型和伽马模型,拟合了新的系数,从而使计算数值更接近我国实际情况。