检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第7期41卷 74-80页

作者：王云云乔延利李杨裕郭腾霄崔方晓吴军李大成中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进... 详细信息

被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进行辐射建模分析。本文研究了基于锁相放大的被动红外探测辐射模型,提出了在锁相放大算法后添加相位判断的信号处理方法;设计并搭建了被动式气体多光谱探测系统,在实验室对系统进行定标,并开展了不同温度黑体的测量实验。结果表明:实际测量的各通道辐射值与所建模型的结果比较吻合。本研究为基于锁相放大的被动红外信号提供了模型基础和实验验证,并为便携式近距离气体遥测系统的研制提供了参考。

关键词：测量被动红外辐射模型锁相放大相位判断

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中高层O_(2)A带夜气辉时空分布特征

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光学学报 2021年第12期41卷 1-10页

作者：王维佳罗海燕李志伟熊伟麻金继中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241003

气辉是中高层大气的重要光化学现象,其中O_(2)A带(762 nm)气辉是进行中高层温度探测的最佳观测目标之一。基于Optical Spectrograph and InfraRed Imaging System(OSIRIS)在2008年间探测的O_(2)A带夜气辉辐亮度数据,研究了该气辉全球性... 详细信息

气辉是中高层大气的重要光化学现象,其中O_(2)A带(762 nm)气辉是进行中高层温度探测的最佳观测目标之一。基于Optical Spectrograph and InfraRed Imaging System(OSIRIS)在2008年间探测的O_(2)A带夜气辉辐亮度数据,研究了该气辉全球性时空分布特征。对于夜气辉辐亮度在不同纬度带内的海拔-季度分布,研究结果表明,O_(2)A带夜气辉辐亮度的高值存在于海拔95 km附近,同时南北半球A带夜气辉辐亮度随季节的变化特征刚好相反,北半球辐亮度高值出现在第二、三季度,而南半球辐亮度高值出现在第一、四季度。另外,对于夜气辉辐亮度在不同季度的纬度-经度分布,发现O_(2)A带夜气辉在经向分布较均匀,而纬向分布波动较大。辐亮度高值所在的纬度区间在不同季度具有差异性。研究结果与相关文献相似,证明了本结果的正确性。同时,从气辉季度变化规律和影响因素的角度分析,推断夜气辉的分布具有周年往复的趋势。O_(2)A带夜气辉的时空分布特征对后续仪器设计的研究有重要意义。

关键词：大气光学 O_(2)A带夜气辉中高层空间分布时间分布

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基于多角度偏振成像仪数据的测试光源变化提取方法研究

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光子学报 2022年第12期51卷 157-166页

作者：叶晨骆冬根李怡心姚萍萍王羿向光峰李扬李双洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031 桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

以卤钨灯积分球光源作为辐射源、用宽谱段陷阱探测器同步监测的传统稳定性参数测试方法存在光谱带宽不匹配、数据对齐困难等问题,导致测量准确性不能保证。因此提出用多角度偏振成像仪自身的图像数据替代陷阱探测器监测数据的方案,对多... 详细信息

以卤钨灯积分球光源作为辐射源、用宽谱段陷阱探测器同步监测的传统稳定性参数测试方法存在光谱带宽不匹配、数据对齐困难等问题,导致测量准确性不能保证。因此提出用多角度偏振成像仪自身的图像数据替代陷阱探测器监测数据的方案,对多角度偏振成像仪12个通道数据分别进行小波分解,提取出各波段的光源能量变化用于稳定性测量数据校正,有效去除光源稳定性影响,提升仪器稳定度参数测量准确性。用该方案扣除光源波动后,载荷的非稳定性参数结果从0.153%减小至0.031%。提取出的同一波段三检偏方向光源辐射能量变化趋势高度一致,对多帧图像法信噪比计算结果提升更明显,有力证明方案的有效性。该方案可用于各类成像型遥感仪器的稳定性参数测试。

关键词：多角度偏振成像仪光电性能测试小波分解稳定性陷阱探测器信噪比

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宽动态范围红外积分球辐射源的优化设计与性能测试(特邀)

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红外与激光工程 2021年第10期50卷 163-171页

作者：黄思佳袁银麟翟文超康晴翁建文李越孟凡刚郑小兵雷正刚中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 昆明物理研究所云南昆明650223 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

为满足红外遥感器高精度等效噪声光谱辐亮度的定标要求,在原有的设计基础上改进了红外积分球辐射源研制制造工艺,满足真空低温使用要求。该积分球辐射源采用8组碳纤维石英电热管作为红外辐射介质,实现工作波段覆盖3~15μm,可调辐射动态... 详细信息

为满足红外遥感器高精度等效噪声光谱辐亮度的定标要求,在原有的设计基础上改进了红外积分球辐射源研制制造工艺,满足真空低温使用要求。该积分球辐射源采用8组碳纤维石英电热管作为红外辐射介质,实现工作波段覆盖3~15μm,可调辐射动态范围提升1倍。设计了辐射定标与测量光路,通过比对测量标准腔式黑体辐射源,实现红外积分球辐射源真空低温条件下的辐射定标。定标结果表明:红外积分球辐射源出光口法线Ф200 mm范围内的面均匀性为99.75%,±10°范围内的角度均匀性为99.81%,非稳定性为0.05%。实现了红外积分球辐射源光谱辐亮度输出等色温近线性可调功能,5μm和10μm辐亮度可调范围分别达到12.8μW/(cm^(2)·sr·nm)和1.6μW/(cm^(2)·sr·nm)。

关键词：遥感器红外积分球辐射源辐射定标

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环境减灾二号卫星偏振扫描大气校正仪在轨信噪比评估

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光学学报 2022年第24期42卷 36-44页

作者：董浩刘振海赵鑫鑫雷雪枫陶菲楚宇恒邹鹏宋茂新丛强洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230027 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 航天东方红卫星有限公司北京100094

针对搭载于环境减灾二号A/B(HJ-2A/B)卫星的偏振扫描大气校正仪(PSAC),详细分析了信号链路中各噪声项及其与信号的相关性,建立了信号-总噪声功率线性(S-TNPL)模型,通过实验测量获得了各通道的噪声功率只随信号变化的模型系数,以及与信... 详细信息

针对搭载于环境减灾二号A/B(HJ-2A/B)卫星的偏振扫描大气校正仪(PSAC),详细分析了信号链路中各噪声项及其与信号的相关性,建立了信号-总噪声功率线性(S-TNPL)模型,通过实验测量获得了各通道的噪声功率只随信号变化的模型系数,以及与信号无关而与工作条件有关的本底噪声功率(截距);使用在轨实测的本底噪声,建立了不依赖于均质性区域场景的在轨信噪比评估方法,并与星上漫射板法进行了对比验证。结果显示,利用S-TNPL模型与星上漫射板法获得的PSAC在轨信噪比评估结果的相对偏差为-0.62%~6.27%,具有较好的一致性,验证了所提在轨信噪比评估方法的合理性。该信噪比评估方法不仅能适应在轨辐射性能衰退的情况,同时能方便实现不同辐亮度条件下的信噪比转换,并可直接对任意单次观测结果的信噪比进行评估。该信噪比分析方法理论上同样适用于其他光学遥感器,可为其在轨信噪比评估提供参考。

关键词：大气光学环境减灾二号卫星大气校正仪噪声模型信噪比评估太阳漫射板

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空间振幅调制偏振光谱仪调制模块角度参数优化

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激光与光电子学进展 2023年第19期60卷 126-132页

作者：冀海月李双向光峰韩琳许智龙洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为使空间振幅调制偏振光谱仪对系统误差具有最小的灵敏度,以测量矩阵条件数作为目标函数,采用遗传算法对仪器调制模块中双复合光楔晶轴方位角和偏振片方位角的优化组合进行仿真分析,并给出了相应的最优角度组合。以偏振度测量精度为评... 详细信息

为使空间振幅调制偏振光谱仪对系统误差具有最小的灵敏度,以测量矩阵条件数作为目标函数,采用遗传算法对仪器调制模块中双复合光楔晶轴方位角和偏振片方位角的优化组合进行仿真分析,并给出了相应的最优角度组合。以偏振度测量精度为评价函数,在给定的器件误差范围内,对多种不同角度组合设置进行仿真实验。仿真结果表明,当仪器角度参数组合的测量矩阵条件数为1.733时,偏振度测量精度优于0.01的概率为98%,比测量矩阵条件数为1.966和3.257的角度参数组合的概率分别提高了23%和64%。该研究为空间振幅调制偏振光谱仪元件参数设计与选取提供了理论依据。

关键词：测量偏振空间调制复合光楔条件数

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亚米级光学卫星影像邻近效应校正

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物理学报 2021年第13期70卷 435-442页

作者：王涛周楠易维宁洪津刘晓李新张权刘诗雨李照洲李凯涛崔文煜中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国资源卫星应用中心北京100094 中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室北京100101 安徽省国防科技情报研究所合肥230001

邻近效应是指卫星成像过程中目标物周围自然环境反射的太阳辐射对卫星入瞳处目标像元辐亮度的贡献.它会导致卫星图像清晰度、对比度和信息熵值降低,并且导致表观反射率卫星影像中目标像元反射率介于其真实反射率和背景像元平均反射率之... 详细信息

邻近效应是指卫星成像过程中目标物周围自然环境反射的太阳辐射对卫星入瞳处目标像元辐亮度的贡献.它会导致卫星图像清晰度、对比度和信息熵值降低,并且导致表观反射率卫星影像中目标像元反射率介于其真实反射率和背景像元平均反射率之间,严重影响定量遥感精度.背景各像元对邻近效应的贡献权重值主要取决于大气分子光学厚度和气溶胶光学厚度,以及目标像元与背景像元之间的空间距离、反射率差值.目前计算该权重值的权重函数仅考虑了光学厚度和空间距离对该权重值的影响.亚米级空间分辨率卫星影像中地物组合复杂,相邻地物反射率差值对该权重值的影响要考虑.本文提出的自适应大气校正算法可根据光学厚度、空间距离和反射率差值来调整背景各像元对邻近效应的贡献权重值.利用自适应大气校正算法对GF-2全色波段卫星影像进行邻近效应校正,结果表明自适应大气校正算法可有效去除亚米级空间分辨率光学卫星影像中的邻近效应,提高定量遥感精度,改善卫星影像质量.

关键词：邻近效应亚米级卫星影像自适应大气校正定量遥感

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星载多光谱相机成像系统设计与实现

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光学学报 2023年第24期43卷 192-203页

作者：叶松于新宇甘戈李扬邹征宇路美娜骆冬根裘桢炜桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

针对卫星上相机对高信噪比、抗辐照等特殊要求,提出一种基于长光辰芯公司的科学级CMOS探测器HR400的多光谱相机成像电子学系统设计,采用FPGA加SRAM缓存的系统架构,重点讨论了CMOS探测器的驱动设计和图像采集技术。首先,针对滤光片轮式... 详细信息

针对卫星上相机对高信噪比、抗辐照等特殊要求,提出一种基于长光辰芯公司的科学级CMOS探测器HR400的多光谱相机成像电子学系统设计,采用FPGA加SRAM缓存的系统架构,重点讨论了CMOS探测器的驱动设计和图像采集技术。首先,针对滤光片轮式多光谱相机曝光时间变化会导致成像偏振方位角差异的问题,提出一种能够根据曝光时间动态调整的延时成像方法,将通道通光中心作为成像的采集中心,保证不同曝光时间下采集的图像中心位置一致且处于最佳采样位置;然后,针对该延时成像方法的成像中心位置误差进行分析;最后,对相机成像性能和不同曝光时间的偏振方位角进行测试验证。测试结果表明:成像系统的时域暗噪声为71.6(等效电子数),当系统光强为饱和光强的80%时,信噪比为588.1,满足载荷成像要求;延时成像方法对由曝光时间导致的偏振方位角差异有明显改善。

关键词：成像系统多光谱相机 CMOS 卫星成像信噪比

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云相机绝对辐射定标技术研究

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光学学报 2022年第6期42卷 182-189页

作者：池杲鋆汪杰君李孟凡胡亚东王相京洪津桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

云相机用于对目标区域进行云识别和云覆盖率的判别,其采用阈值法进行云判。为满足云判的准确性,确定探测器响应值与辐亮度之间的关系尤为重要。以云相机采用的基于拜耳阵列的面阵彩色CCD相机为研究对象,分析其成像过程,发现其红(R)、绿... 详细信息

云相机用于对目标区域进行云识别和云覆盖率的判别,其采用阈值法进行云判。为满足云判的准确性,确定探测器响应值与辐亮度之间的关系尤为重要。以云相机采用的基于拜耳阵列的面阵彩色CCD相机为研究对象,分析其成像过程,发现其红(R)、绿(G)、蓝(B)通道的辐射响应光谱存在重叠;以此为基础,建立了多通道CCD探测器辐射响应定标模型。针对云相机使用的R和B通道,使用747 nm LED和443 nm LED作为积分球的光源,设置光谱辐亮度的最小值、典型值、最大值,在单光源条件下进行云相机的绝对辐射响应定标实验以确定相应的绝对辐射响应系数,在双光源条件下验证了提出的辐射响应定标模型的正确性。该方法消除了探测器响应混叠带来的定标不确定性,有效提高了绝对辐射定标的准确度。

关键词：测量云相机 CCD相机辐射定标绝对定标

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基于主成分分析的空间外差干涉数据校正研究

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光谱学与光谱分析 2024年第12期44卷 3333-3338页

作者：王新强王祯覃杉熊伟王方原叶松聂锟桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

空间外差光谱技术(SHS)是一种新型的高光谱遥感探测技术,被广泛应用于大气观测、天文遥感、物质识别等领域。通过空间外差光谱仪获取的二维实测干涉数据会受到多种影响因素干扰,其中高频噪声、不规则暗斑、干涉图非均匀性是其中最常见... 详细信息

空间外差光谱技术(SHS)是一种新型的高光谱遥感探测技术,被广泛应用于大气观测、天文遥感、物质识别等领域。通过空间外差光谱仪获取的二维实测干涉数据会受到多种影响因素干扰,其中高频噪声、不规则暗斑、干涉图非均匀性是其中最常见的影响。这些影响会降低复原光谱的精度,因此需要对这些影响发展有效的数据校正方法,提高反演光谱准确度。采用钾灯和氙灯两种光源产生准单色和连续光信号,以它们形成的干涉数据作为研究对象。针对这两种实测干涉图中的多种噪声影响,提出了一种基于主成分分析的空间外差干涉数据校正方法。首先采用一阶差分法对实测干涉图的所有行数据进行预处理,去除基线影响,将处理后的行数据进行傅里叶变换获得光谱数据。然后对所有行光谱数据进行主成分分析,计算出多个相互正交的主成分及每个主成分的贡献率,将贡献率小于2%的主成分当作噪声并加以扣除,保留其他主成分作为有效光谱信号进行光谱重建,重建光谱经过傅里叶逆变换得到校正后的干涉图。最后从干涉图和光谱两个维度对校正方法的有效性进行对比分析。结果表明,单色、连续两种光源实测干涉图中的暗斑得到有效扣除,非均匀性影响得到极大改善。针对暗斑影响明显的干涉图第536、600、982行数据,对比其光谱校正前后效果,结果显示:校正方法有效抑制了光谱中的高频噪声,使光谱变得平滑、清楚,特征峰等细节获得凸显,信噪比得到改善,三行光谱的均方误差分别由校正前的0.03777、0.02733、0.03099降低到校正后的0.01331、0.01220、0.01234,定量说明了方法的有效性。

关键词：空间外差光谱仪噪声主成分分析校正

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