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星载对地观测偏振传感器及其大气遥感应用
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作者 李正强 谢一凇 +5 位作者 洪津 王中挺 王舒鹏 孙晓兵 乔延利 顾行发 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第1期2-17,共16页
偏振反映电磁波的方向特性,是除强度之外电磁波的另一维度的信息。在电磁波与大气颗粒物的相互作用中,偏振由于其对颗粒物物理特征的高敏感性,可以有效提高卫星遥感探测的丰度和精度,改善对大气中特性复杂的气溶胶和云等成分的探测能力... 偏振反映电磁波的方向特性,是除强度之外电磁波的另一维度的信息。在电磁波与大气颗粒物的相互作用中,偏振由于其对颗粒物物理特征的高敏感性,可以有效提高卫星遥感探测的丰度和精度,改善对大气中特性复杂的气溶胶和云等成分的探测能力。首次综合介绍了我国研制的4种类型星载对地观测偏振传感器,包括多角度偏振相机、推扫式偏振成像仪、摆扫式偏振仪、多通道偏振辐射计,并分析了代表性的国产偏振传感器的指标参数,总结了各类载荷的探测能力。在此基础上,介绍了星载偏振传感器的主要定标方法,包括发射前实验室定标、星上定标和在轨定标。偏振载荷具有增加卫星观测维度和精度、对大气颗粒物粒径和形状特征敏感、改善弱信号探测等方面的综合优势,能够获取全球范围内高精度的大气气溶胶和云参数。星载对地观测偏振传感器具有广阔的大气遥感应用空间和潜力,可在细颗粒物PM2.5卫星遥感、关键气候因子观测及评估、极端环境事件监测、气溶胶生态效应评估、对地观测高精度大气校正等多个领域发挥作用。 展开更多
关键词 偏振 卫星传感器 大气遥感 气溶胶和云 定标
多波段偏振成像仪的实验室定标研究
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作者 丁满超 翟文超 +3 位作者 张权 庞伟伟 李新 郑小兵 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第4期303-312,共10页
介绍一种多波段偏振成像仪的集成设计及实验室偏振定标方案。通过可调偏振度光源验证仪器偏振定标精度,在10°视场内,当光源偏振度低于0.6时,仪器490 nm通道偏振度测量相对误差优于1.6%,670nm通道偏振度测量相对误差优于1.7%。设计... 介绍一种多波段偏振成像仪的集成设计及实验室偏振定标方案。通过可调偏振度光源验证仪器偏振定标精度,在10°视场内,当光源偏振度低于0.6时,仪器490 nm通道偏振度测量相对误差优于1.6%,670nm通道偏振度测量相对误差优于1.7%。设计了多波段偏振成像仪的系统软件,详细介绍了各个功能模块及自动化观测算法,通过敦煌辐射校正场外场试验,验证了仪器野外运行的稳定性以及系统软件设计的合理性与实用性. 展开更多
关键词 偏振成像仪 偏振定标 敦煌辐射校正场 像元配准
基于连续和脉冲激光泵浦的相关光子实验比对 预览
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作者 高冬阳 刘长明 +5 位作者 胡友勃 史学舜 夏茂鹏 李健军 郑小兵 王恒飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期100-107,共8页
为在相关光子定标技术工程化过程中选择合适的泵浦机制及相位匹配模式,开展了基于连续和脉冲激光的相关光子比对实验.采用355nm连续激光泵浦偏硼酸钡晶体产生相关光子对,对晶体吸收、透射损耗以及光学元件透过率进行测量和修正,同时使... 为在相关光子定标技术工程化过程中选择合适的泵浦机制及相位匹配模式,开展了基于连续和脉冲激光的相关光子比对实验.采用355nm连续激光泵浦偏硼酸钡晶体产生相关光子对,对晶体吸收、透射损耗以及光学元件透过率进行测量和修正,同时使用基于时间幅度转换的符合测量方法,得到单光子探测器量子效率为59.15%.利用518nm脉冲激光泵浦周期极化磷酸钛氧钾晶体,采用准相位匹配技术获取相同波段的相关光子,基于时间幅度转换的符合测量方法得到单光子探测器量子效率为59%.比对实验结果,两套定标装置方法的测量结果之差在0.25%以内,主要误差来源于单光子探测器的响应非线性、光路透过率修正误差和单光子探测量子效率面非均匀性.实验结果验证了相关光子定标技术可随时随地复现的优点,以及相关光子定标结果不受泵浦机制差异和实验装置差异的影响,可为相关光子技术工程化中的激光器工作模式和相位匹配方式的选择提供参考依据. 展开更多
关键词 辐射定标 自发参量下转换 相关光子 单光子探测器 量子效率
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用于气体检测的中红外探测器温控系统设计
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作者 白云飞 叶松 +5 位作者 李志伟 施海亮 熊伟 王新强 汪杰君 张文涛 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第5期351-358,共8页
硒化铅(PbSe)中红外探测器是CO气体检测仪中的核心部件,其响应率会随温度变化.对中红外探测器进行精确的温度控制可以有效地改善系统稳定性,提高检测系统信噪比.首先分析了PbSe探测器温度特性,根据CO检测仪设计指标提出了温控系统的高... 硒化铅(PbSe)中红外探测器是CO气体检测仪中的核心部件,其响应率会随温度变化.对中红外探测器进行精确的温度控制可以有效地改善系统稳定性,提高检测系统信噪比.首先分析了PbSe探测器温度特性,根据CO检测仪设计指标提出了温控系统的高稳定性要求;介绍了热电制冷器(Thermoelectric cooling,TEC)的工作原理;提出了基于温湿度控制芯片ADN8830的温度控制方案并设计了输入电桥电路、TEC功放电路和PID补偿电路.根据设计方案搭建了实验测试系统在室温环境下进行测试.测试结果表明,该温控系统应用于大气CO浓度检测仪器可在30 s内进入稳定状态,且1 min内温度波动小于±0.02℃,优于CO检测仪1 ppm精度指标所需的温度波动不大于±0.1℃的要求. 展开更多
关键词 中红外探测器 温度控制 热电制冷器 ADN8830
用于温室气体反演的云检测算法
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作者 吴浩 王先华 +5 位作者 叶函函 蒋芸 吕松 李勤勤 吴时超 吴军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-8,共8页
高分五号卫星同时搭载了温室气体探测仪(GMI)和大气多角度偏振探测仪,两者在云检测方面各有优势,但是均存在局限。提出了一种基于两者数据的协同云筛选新算法以提高温室气体反演中的云筛选效率。利用该算法检测了全球16d在轨实测数据中... 高分五号卫星同时搭载了温室气体探测仪(GMI)和大气多角度偏振探测仪,两者在云检测方面各有优势,但是均存在局限。提出了一种基于两者数据的协同云筛选新算法以提高温室气体反演中的云筛选效率。利用该算法检测了全球16d在轨实测数据中的77581个GMI观测点,筛选出晴空观测点9508个,占比为12.26%。利用融合后的中分辨率成像光谱仪云掩模和卷云反射率数据集,验证了该算法进行云检测的正确率,得到陆地上和海洋上的云检测正确率分别为92.93%和81.91%。 展开更多
关键词 大气光学 温室气体 云检测 温室气体探测仪 大气多角度偏振探测仪 反演
地表高程对大气CO2反演的影响
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作者 吕松 王先华 +4 位作者 叶函函 蒋芸 吴浩 李勤勤 吴时超 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期154-160,共7页
从大气辐射传输模型正演和反演两个角度,探究CO2观测时地表高程的敏感性。SRTM地表高程数据表明,在北京附近的平原地区,卫星指向不准导致的地表高程均值的误差较小,在偏移量为0.1~10.0km的情况下,误差极大值约为10m;而在北京附近山区以... 从大气辐射传输模型正演和反演两个角度,探究CO2观测时地表高程的敏感性。SRTM地表高程数据表明,在北京附近的平原地区,卫星指向不准导致的地表高程均值的误差较小,在偏移量为0.1~10.0km的情况下,误差极大值约为10m;而在北京附近山区以及平原与山区交界区内,地表高程均值的误差较大,误差极大值分别为713.98,515.61m。CO2反演结果表明:高程值每变化100m,CO2柱浓度偏差为3.29×10^-6;在大气CO2高精度反演中,地表高程偏差是一个关键因素。 展开更多
关键词 测量 CO2 地表高程 SRTM 反演 正演
多角度偏振成像仪系统级偏振定标方法研究
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作者 康晴 袁银麟 +5 位作者 翁建文 丁蕾 李健军 吴浩宇 洪津 郑小兵(导师) 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第1期36-48,共13页
系统级偏振定标是多角度偏振成像仪(Directional polarization camera, DPC)研制过程中的关键环节,对于提高大气气溶胶和云相态等定量化探测应用具有重要意义。结合矩阵光学和辐射度学理论,建立了多角度偏振成像仪偏振响应定标模型,对... 系统级偏振定标是多角度偏振成像仪(Directional polarization camera, DPC)研制过程中的关键环节,对于提高大气气溶胶和云相态等定量化探测应用具有重要意义。结合矩阵光学和辐射度学理论,建立了多角度偏振成像仪偏振响应定标模型,对关键影响参量进行定标。采用大口径积分球参考光源和分视场测量方法,消除了光楔平板对DPC三检偏通道视场非一致性的影响,实现了高频和低频相对透过率的高精度测量。采用傅里叶级数的分析方法,建立全视场起偏度的测量模型,消除参考光源偏振方位角绝对位置引入的测量误差,实现光学系统偏振特性的准确测量。采用可调偏振度光源和大口径积分球辐射源,开展了偏振定标精度的比对验证实验和精度分析。测试结果表明,全视场偏振定标精度优于0.5%,自然光状态下的偏振定标精度优于0.05%,验证了宽视场偏振遥感器偏振辐射响应定标模型的合理性,说明该系统级偏振定标方法可满足宽视场光学偏振遥感器的高精度偏振观测科学应用要求。 展开更多
关键词 偏振遥感 偏振遥感器 偏振定标 定标精度
双通道自校准辐射计与辐亮度标准探测器的比对实验研究
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作者 白米粒 李健军 +4 位作者 高冬阳 胡友勃 谢臣瑜 闫静 郑小兵 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第4期296-302,共7页
基于自发参量下转换的高精度自校准辐射基准源是目前卫星遥感定标的研究热点.介绍了双通道自校准辐射计的工作原理并搭建了实验装置,展开了与传统辐亮度标准探测器的比对实验验证。采用736.9 nm激光导入积分球的单色均匀辐亮度光源,将... 基于自发参量下转换的高精度自校准辐射基准源是目前卫星遥感定标的研究热点.介绍了双通道自校准辐射计的工作原理并搭建了实验装置,展开了与传统辐亮度标准探测器的比对实验验证。采用736.9 nm激光导入积分球的单色均匀辐亮度光源,将双通道自校准辐射计和辐亮度标准探测器分别对积分球出口辐亮度进行探测,测得绝对辐亮度分别为4.69×10^-9 W/(sr·mm^2)和5.19×10^-9 W/(sr·mm^2),二者之间的相对偏差为9.63%,验证了研制的双通道自校准辐射计的原理可行性。 展开更多
关键词 辐射定标 自校准辐射计 辐亮度标准探测器 辐亮度 相对偏差
宽动态范围红外积分球辐射源的设计与检测
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作者 张梦雅 袁银麟 +4 位作者 翟文超 孟凡刚 夏茂鹏 吴浩宇 郑小兵 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期172-181,共10页
为满足红外遥感器高精度定标和性能测试的要求,设计了一种高均匀性和宽辐射动态范围的红外积分球辐射源。积分球辐射源采用碳纤维石英电热管作为红外辐射介质,工作波段覆盖3~15μm。利用积分球的空腔辐射理论和黑体辐射理论,提出子母镀... 为满足红外遥感器高精度定标和性能测试的要求,设计了一种高均匀性和宽辐射动态范围的红外积分球辐射源。积分球辐射源采用碳纤维石英电热管作为红外辐射介质,工作波段覆盖3~15μm。利用积分球的空腔辐射理论和黑体辐射理论,提出子母镀金积分球串联的匀光方式,有效提高了红外积分球的均匀性。通过设计程控镀金光阑实现了动态范围的线性调节。建立了温度变化与辐射源辐亮度输出稳定性之间的关系,并确定了子母镀金积分球的温控精度。对红外积分球的特性进行分析与检测,结果表明:红外积分球出光口法线Φ200 mm范围内的面均匀性为98.87%,-15°~15°内竖直方向上的角度均匀性为99.69%,实现了动态范围的近线性可调功能,背景辐射小于同温度的黑体,非稳定性为0.16%,表现出较好的性能。红外积分球定标光源是传统黑体辐射源的有效补充,在红外遥感器的实验室光谱辐射定标中具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 遥感 辐射定标 红外 积分球 辐射源 遥感器
应用于海洋观测的TDI-CCD驱动电路的设计
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作者 张元贞 孙晓兵 骆冬根 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第5期385-392,共8页
面阵CCD及线阵CCD不能胜任海洋目标观测的要求,选用具有高信噪比高灵敏度的时间延迟积分CCD(Time delay integration CCD,TDI-CCD)作为探测器并实现其驱动电路.在图像采集过程中,TDI-CCD探测器使用两个读取端口输岀.该探测器驱动电路产... 面阵CCD及线阵CCD不能胜任海洋目标观测的要求,选用具有高信噪比高灵敏度的时间延迟积分CCD(Time delay integration CCD,TDI-CCD)作为探测器并实现其驱动电路.在图像采集过程中,TDI-CCD探测器使用两个读取端口输岀.该探测器驱动电路产生TDI-CCD和A/D的驱动时序.CCD的模拟输岀信号被A/D采样,转换成可被计算机识别的数字信号.采用FPGA作为主控芯片,产生驱动时序,接收被A/D转换过的数字信号,并发送图像至计算机.利用相关双采样(Correlated double sampling,CDS)技术滤除TDI-CCD模拟输岀信号的相关噪声,提高信号的信噪比.现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)代码在ISE14.7下进行仿真,实验表明,研制的TDI-CCD驱动电路能够产生CCD要求的驱动时序. 展开更多
关键词 TDI-CCD 驱动时序 现场可编程门阵列(FPGA) 相关双采样(CDS)
可见-短波红外波段光谱模块光机装调及分析 预览
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作者 张权 李新 +3 位作者 翟文超 刘恩超 张艳娜 郑小兵 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期193-201,共9页
介绍了自行研制的辐射仪器的光谱模块,其光谱范围覆盖可见-短波红外波段(400nm~2 500nm),讨论了光谱模块的装调方法并对装调结果进行了分析研究。辐射仪器由3个光谱模块组成,分别是可见波段光谱模块(400nm~1 000nm),近红外波段光谱模块(... 介绍了自行研制的辐射仪器的光谱模块,其光谱范围覆盖可见-短波红外波段(400nm~2 500nm),讨论了光谱模块的装调方法并对装调结果进行了分析研究。辐射仪器由3个光谱模块组成,分别是可见波段光谱模块(400nm~1 000nm),近红外波段光谱模块(900nm~1 700nm)和短波红外波段光谱模块(1 600nm~2 500nm),光谱模块的探测单元均以平场凹面光栅分光,线阵探测器探测信号,光谱模块的光机组件主要包括光纤头、狭缝、反射镜组件、光栅组件和探测器组件等。鉴于光谱模块的光机装调效果与其光机设计息息相关,装调结果的好坏能反映光机设计的优劣,针对光谱模块的光机设计特点进行了光机装调。光机装调分析结果表明:3个光谱模块的波长分辨率分别优于4nm,15nm和20nm,达到了仪器的设计指标,验证了光机设计、装调的合理性。 展开更多
关键词 光机装调 光机设计 可见-短波红外 光谱模块
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星载多角度偏振成像仪检测方法
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作者 骆冬根 张苗苗 +4 位作者 孟炳寰 许孙龙 刘振海 杨伟锋 洪津 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第2期144-153,共10页
为实现星载多角度偏振成像仪在环境模拟测试、装星测试等场合的检测要求,设计了一种具有多角度、多光谱和偏振性能的测试光源.依据多角度偏振成像仪的工作原理及测试需求,开展了检校光源的设计,完成的光源方案由29个多波段LED平行光管... 为实现星载多角度偏振成像仪在环境模拟测试、装星测试等场合的检测要求,设计了一种具有多角度、多光谱和偏振性能的测试光源.依据多角度偏振成像仪的工作原理及测试需求,开展了检校光源的设计,完成的光源方案由29个多波段LED平行光管米字型排布构成.通过光学建模,分析了平行光管口径、发散角及安装视场,并在辐亮度计算基础上,完成了LED选型及驱动设计,以及匀光扩散片、衰减片、偏振片及退偏器等组件设计,实现了满足仪器多波段不同动态范围要求的均匀光斑照明及标准偏振度源输出.最终检测结果表明,光源满足多视场点、多光谱、偏振特性测试要求,稳定性优于99.2%,偏振度优于1%,重复安装精度优于1个像元;满足载荷辐射5%、偏振2%、几何1像元的性能检测需求,以及通道切换功能监视等要求. 展开更多
关键词 光学仪器 测试光源 大视场 平行光管 性能检测
多角度偏振成像仪相对光谱响应定标方法
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作者 翁建文 袁银麟 +4 位作者 康晴 涂碧海 李健军 洪津 郑小兵 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第1期57-65,共9页
相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜,搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳... 相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜,搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳定性影响;针对测试过程繁琐和测试时间长的问题,在基于现有不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,采用ActiveX控件与动态链接库技术,研制了一套相对光谱响应自动测试系统,降低时间非稳定性影响,提高测量精度和效率。采用多角度偏振成像仪490 nm和865 nm偏振通道作为应用案例,开展了相对光谱响应的整机测试实验。实验结果表明多角度偏振成像仪中心波长测量极差值与带宽均值的比值精度在0.11%以内,满足响应非一致性优于0.6%的定标要求。 展开更多
关键词 光谱 偏振成像仪 单色仪 同步测量 自动测试系统
多角度偏振成像仪杂散光仿真分析
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作者 韩琳 李双 +3 位作者 洪津 骆冬根 孙亮 张苗苗 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第2期81-88,共8页
杂散光仿真分析是保证多角度偏振成像仪获取高精度偏振辐射数据的关键手段之一。根据仪器光学系统的自身特点,分析了杂散光的主要来源。针对采用点源透过率法难以适用于大视场光学系统杂散光分析的问题,介绍了基于黑斑法原理进行杂散光... 杂散光仿真分析是保证多角度偏振成像仪获取高精度偏振辐射数据的关键手段之一。根据仪器光学系统的自身特点,分析了杂散光的主要来源。针对采用点源透过率法难以适用于大视场光学系统杂散光分析的问题,介绍了基于黑斑法原理进行杂散光仿真分析的方法。借助杂散光分析软件LightTools,建立仪器的三维几何模型及光学属性,采用选定视场点反向光线追迹的方法仿真分析得到光机系统的视场外和视场内杂散光系数。分析结果表明,杂散光主要来源于成像视场范围内,且中心视场受到的杂散光影响最大,杂散光系数为3.27%,达到了设计指标要求。此外,采用近轴光线和实际光线正向追迹,模拟得到局部杂光和全局杂光的能量分布,为后期的图像杂散光校正研究提供了理论依据与指导. 展开更多
关键词 多角度偏振成像仪 黑斑法 反向光线追迹 全局杂光 局部杂光
基于ECRS分析法的光学载荷发射场测试流程设计和优化
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作者 王羿 洪津 +3 位作者 骆冬根 凌霄 代海山 叶擎昊 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第2期123-128,共6页
ECRS分析法是取消、合并、重排和简化英文首字母的简称,该方法在工业工程中有着重要而广泛的应用。针对航天发射场光学载荷测试的特点,在继承前期发射任务的基础和确保可靠性安全性的前提下,分析了测试流程之间的关系,使用ECRS进行流程... ECRS分析法是取消、合并、重排和简化英文首字母的简称,该方法在工业工程中有着重要而广泛的应用。针对航天发射场光学载荷测试的特点,在继承前期发射任务的基础和确保可靠性安全性的前提下,分析了测试流程之间的关系,使用ECRS进行流程优化工作,缩短了测试时间,增强了测试发射能力。最后对发射场测试流程优化工作做了展望。 展开更多
关键词 ECRS分析法 光学载荷 发射场测试流程
多角度偏振成像仪高精度辐射定标方法
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作者 袁银麟 康晴 +6 位作者 翁建文 丁蕾 李健军 李双 吴浩宇 洪津 郑小兵 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第1期24-35,共12页
开展高精度辐射定标方法研究,对于多角度偏振成像仪实现大气气溶胶粒子分布和微观物理特性探测反演的科学应用至关重要。采用傅里叶级数的分析方法,建立了全视场起偏度的测量模型,消除了参考光源偏振方位角绝对位置引入的测量误差,实现... 开展高精度辐射定标方法研究,对于多角度偏振成像仪实现大气气溶胶粒子分布和微观物理特性探测反演的科学应用至关重要。采用傅里叶级数的分析方法,建立了全视场起偏度的测量模型,消除了参考光源偏振方位角绝对位置引入的测量误差,实现了光学系统偏振特性的准确测量。结合多角度偏振成像仪的辐射与偏振定标模型,开展了光学系统偏振特性的校正方法研究,实现偏振特性引起辐射定标不确定度由8%下降至2.2%以内。利用高精度二维转动平台和大口径积分球辐射源,采用分视场测量方法,校正像元响应非一致性,实现相对辐射校正精度优于0.5%。采用基于标准灯漫反射板的辐亮度量值传递链路,经过各影响因素的分析评测,所有波段辐射定标精度均优于5%。 展开更多
关键词 遥感 辐射定标 不确定度 气溶胶 偏振 传递
艇载低空遥感数据管理系统构建
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作者 杜丽丽 易维宁 +2 位作者 张冬英 方薇 宋波 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第5期359-366,共8页
为满足卫星图像仿真信息全要素、多专题、分层存储管理的需要,构建了集高光谱影像、高分辨率彩色图像、热红外影像、高光谱波谱信息、大气环境信息、GPS信息为一体的艇载低空遥感数据管理系统.该系统首先根据测量系统数据量大、类型多... 为满足卫星图像仿真信息全要素、多专题、分层存储管理的需要,构建了集高光谱影像、高分辨率彩色图像、热红外影像、高光谱波谱信息、大气环境信息、GPS信息为一体的艇载低空遥感数据管理系统.该系统首先根据测量系统数据量大、类型多样、时间跨度长的特点,提出了一种移动存储模型,利用Oracle支持二进制大字段(Binary Large OBject,BLOB)的优势,采用数据分区迁移技术,实现多源、海量图像信息的集成和移动存储.在此基础上,以VC++作为前台应用程序开发工具,OLE自动化服务器(Oracle objects for OLE,0040)作为中间访问接口,Oracle作为后台数据库管理系统,实现了艇载低空遥感测量系统信息的全面描述和有效管理,为卫星图像仿真和多源遥感数据定量化应用提供了一个综合化、专业化的数据共享平台. 展开更多
关键词 低空遥感 数据库 高光谱图像 分区迁移 OO4O
超光谱比值辐射仪光机系统设计与外场实验分析 预览
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作者 张权 李新 +3 位作者 刘恩超 张艳娜 翟文超 郑小兵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期102-112,共11页
针对我国光学遥感卫星高频次和高精度定标的技术需求,以及目前人工定标的不足,研制了超光谱比值辐射仪系统.该仪器具备长期自动观测功能,光谱范围为400~2500nm.光机系统主要由前置光学系统和光谱模块组成.根据场地定标中的参数需求与自... 针对我国光学遥感卫星高频次和高精度定标的技术需求,以及目前人工定标的不足,研制了超光谱比值辐射仪系统.该仪器具备长期自动观测功能,光谱范围为400~2500nm.光机系统主要由前置光学系统和光谱模块组成.根据场地定标中的参数需求与自动化定标的目标,设计积分球测量总辐照度,并通过遮挡的方式实现漫射辐照度的测量,获得卫星定标中的漫总比数据;设计光学镜头测量地面辐亮度,从而实现大气-地表辐射特性的自动观测.同时仪器集成了定标数据实时预处理和远程传送等功能.为验证仪器的野外环境适应性和自动化测量数据的可靠性,与传统人工测量地表反射率与漫总比的方式进行了外场对比实验.实验结果表明,两种方式所测的总辐照度、漫射辐照度和直射辐照度的相对偏差均小于5%,漫总比的绝对偏差均小于0.025%;所测反射率整体趋势相同,且二者的偏差普遍在±1%以内,最大偏差小于±2.5%.超光谱比值辐射仪具有较高的自动化测量精度,能够替代人工测量大气辐射特性参数和地表反射率,实现较高的测量频次,在遥感卫星自动化定标领域具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 辐射定标 反射率 辐照度 漫总比 光机设计
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自动多波段太阳辐射计光机设计及热力学有限元分析 预览
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作者 张权 李新 +2 位作者 张艳娜 黄冬 郑小兵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期171-181,共11页
研制了自动多波段太阳辐射计,仪器包含8个光谱通道,覆盖可见-近红外波段.通过二维转台和四象限跟踪组件,可实现对太阳直射辐照度、天空辐亮度、气溶胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量的实时自动测量,并远程控制和传输数据.为减小温... 研制了自动多波段太阳辐射计,仪器包含8个光谱通道,覆盖可见-近红外波段.通过二维转台和四象限跟踪组件,可实现对太阳直射辐照度、天空辐亮度、气溶胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量的实时自动测量,并远程控制和传输数据.为减小温度变化对探测器响应的影响,对光机头部的八通道主体部分进行了温控设计.结合野外环境的实际情况,对关键部件八通道主体和散热外壳进行了热力学有限元分析.分析结果表明,主要光学元器件的安装结构满足实际温度变化产生的零件形变需求;增大外壳的散热面积可以有效提高八通道主体的温控效率,增强野外环境适应性.仪器在敦煌辐射校正场长期工作,经受住了风沙、雨水和温差等的测试,其温控系统的温度维持在25±0.2℃,表现出良好的稳定性,验证了温控设计的可靠性. 展开更多
关键词 辐射定标 太阳辐射计 光机设计 温控设计 热力学有限元分析
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比值辐射计辐射响应特性
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作者 邹鹏 李从飞 +6 位作者 李孟凡 路美娜 孙真 李朕阳 洪津 司孝龙 裘祯炜 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2019年第1期74-80,共7页
比辐射星上定标器以太阳照射的漫反射板为参考光源,通过比值辐射计对漫反射板在轨衰变进行修正,实现光学遥感器的绝对辐射定标及长期稳定性监测。比值辐射计辐射响应特性是影响在轨定标精度的主要因素之一。对比值辐射计辐射响应特性进... 比辐射星上定标器以太阳照射的漫反射板为参考光源,通过比值辐射计对漫反射板在轨衰变进行修正,实现光学遥感器的绝对辐射定标及长期稳定性监测。比值辐射计辐射响应特性是影响在轨定标精度的主要因素之一。对比值辐射计辐射响应特性进行了评估,获取了绝对响应度,并测量了响应非线性、非稳定性。结果表明绝对辐射响应度定标合成不确定度优于2.88%,非线性优于0.93%,非稳定性优于0.52%,满足在轨定标应用需求。 展开更多
关键词 光学遥感 星上定标 比值辐射计 辐射响应特性
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