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Influence of Earth's Curvature and Atmospheric Refraction on Leveling

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During leveling, the Earth's curvature and atmospheric refraction introduce deviations in the line of sight from a true horizontal reference. When the line of sight is leveled, it remains perpendicular to the plumb line only at a single point. Beyond this, it deviates due to the Earth’s curvature, represented by the correction C. For a sight distance D, the deviation can be derived using the relationship:This relationship shows that the deviation increases quadratically with distance. Over a...
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    まとめ

    本研究では、高度な光学部品を用いて気象光学距離（MOR）定義を再現する新しい手法を導入する。開発されたシステムは、視程測定の精度とトレーサビリティを向上させる。

    キーワード:
    気象光学距離視程測定光学部品校正トレーサビリティLED自由曲面レンズマイクロレンズアレイ最適化光工学計測工学大気科学

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    科学分野:

    • 光学工学
    • 計測工学
    • 大気科学

    背景:

    • 気象光学距離（MOR）の正確な再現は、視程測定にとって重要です。
    • 既存の方法では、信頼性の高い校正に必要な精度が欠けている可能性があります。

    研究 の 目的:

    • MOR定義を再現するための新規手法を提案し、検証すること。
    • 正確なMOR再現が可能なシステムアーキテクチャを構築すること。
    • 視程測定のトレーサビリティと校正を強化すること。

    主な方法:

    • スペクトル均一性と純度に基づいて30個の発光ダイオード（LED）を選択しました。
    • 二重自由曲面レンズとマイクロレンズアレイを特徴とする最適化された光学アーキテクチャを実装しました。
    • システム最適化のために、LSTM-NSGA II（Long Short-Term Memory-Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II）を統合しました。

    主要な成果:

    • 65 imes 65 mmの範囲で96%の放射照度均一性を達成しました。
    • 3.6°未満のビーム発散を示しました。
    • -4.24%のスペクトルマッチング誤差を得ました。

    結論:

    • 提案された手法は、MOR定義を正確に再現します。
    • 開発されたシステムは、視程測定校正のためのトレーサビリティを強化します。
    • このアプローチは、気象光学距離の標準化のための信頼できるソリューションを提供します。