检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第4期41卷 204-212页

作者：包诗薇陈洪耀张黎明王先华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安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

光学遥感器在轨绝对辐射定标精度决定着定量化应用的广度和深度,反射率法、辐照度法以及辐亮度法等基于大面积均匀场的在轨替代定标发挥着重要作用,但由于存在场地数量有限、定标频次低、场地反射率低以及单点定标无法实现全动态范围定... 详细信息

光学遥感器在轨绝对辐射定标精度决定着定量化应用的广度和深度,反射率法、辐照度法以及辐亮度法等基于大面积均匀场的在轨替代定标发挥着重要作用,但由于存在场地数量有限、定标频次低、场地反射率低以及单点定标无法实现全动态范围定标的问题,定标精度限制在5%~8%之间。光学遥感器空间分辨率的提高,使得基于光谱平坦性好、朗伯性好的灰阶靶标的绝对辐射定标成为可能。本文研究了基于灰阶靶标的定标方法的原理、定标流程及影响因素,并在此基础上提出了简化辐射传输计算的方法。考虑到高分辨多光谱相机响应线性及暗电流等的影响,本文采用带偏置的一次函数响应模型,对某多光谱相机进行了三次试验,求出了定标增益与偏置,定标不确定度优于5%。利用铺设的彩色靶标进行了反射率反演验证,结果显示,在5%~70%的反射率内,绝对差值不到0.01。所提绝对辐射定标方法可以实现光学卫星遥感器大动态范围的绝对辐射定标,解决了在响应低端定量化应用时定标精度普遍较低的问题。

关键词：遥感辐射定标灰阶靶标反射率基法

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基于FPGA的像增强器信噪比测试仪控制系统设计

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电子测量技术 2023年第19期46卷 1-7页

作者：王友康李从飞韩文昇胡雨阳邹鹏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230036 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031

微光像增强器是夜视技术中的核心部件,信噪比是评价微光像增强器性能的重要参数之一。设计了一种基于FPGA的像增强器信噪比测试仪控制系统,包括信号采集模块、恒流驱动模块、主控模块、通信模块和电源模块等。系统以XC7K325T型FPGA为核... 详细信息

微光像增强器是夜视技术中的核心部件,信噪比是评价微光像增强器性能的重要参数之一。设计了一种基于FPGA的像增强器信噪比测试仪控制系统,包括信号采集模块、恒流驱动模块、主控模块、通信模块和电源模块等。系统以XC7K325T型FPGA为核心,完成ADC、DAC、串口通信等功能以及接口间逻辑设计,实现光电流数据采集、信号处理以及系统参数设置等功能,从而完成像增强器信噪比的测量。测试结果表明,像增强器信噪比测试仪各项功能执行正常,信噪比测量误差小于2%,验证了控制系统设计的正确性,为信噪比测试仪的可靠应用奠定基础。

关键词：像增强器信噪比 FPGA 采集测量

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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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基于多旋翼无人机的BRDF测量系统设计

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大气与环境光学学报 2023年第3期18卷 235-244页

作者：张权李新韦玮刘恩超张艳娜黄雄豪陈胜利康祝海郑小兵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 中国科学技术大学安徽合肥230026

鉴于目前场地双向反射分布函数测量的非便携性和低效性,开展了基于多旋翼无人机的场地双向反射分布函数测量系统的研制。该系统主要由多旋翼无人机和可见-短波红外光谱仪组成,其中光谱仪的观测镜头由高精度无人机云台控制。光谱仪采用... 详细信息

鉴于目前场地双向反射分布函数测量的非便携性和低效性,开展了基于多旋翼无人机的场地双向反射分布函数测量系统的研制。该系统主要由多旋翼无人机和可见-短波红外光谱仪组成,其中光谱仪的观测镜头由高精度无人机云台控制。光谱仪采用两个波段探测单元,整体光谱覆盖范围为400~1700nm,两个探测单元均以平场凹面光栅分光、线阵探测器探测信号,两个探测单元的光谱分辨率分别优于3nm和12nm。为验证基于多旋翼无人机的场地双向反射分布函数测量系统的综合性能,利用该测量系统对敦煌辐射校正场进行了地表方向特性测量。试验结果表明,该便携式测量系统可以大大提高场地双向反射分布函数的测量效率,为场地双向反射分布函数测量的未来发展提供了有益参考。

关键词：无人机双向反射分布函数可见-短波红外测量系统

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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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环境二号卫星多光谱图像的薄云检测及去除

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大气与环境光学学报 2023年第4期18卷 383-400页

作者：郭庭威黄红莲孙晓兵刘晓提汝芳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 中国科学技术大学安徽合肥230026

在遥感图像中,大面积的薄云会使得地物信息被遮蔽,从而对后续图像的判读以及应用产生极大的影响。为消除卫星图像中薄云对下垫面的影响,开发了针对多光谱图像的薄云检测与去除算法。该算法首先利用蓝绿波段合成外推波段,通过暗像元搜索... 详细信息

在遥感图像中,大面积的薄云会使得地物信息被遮蔽,从而对后续图像的判读以及应用产生极大的影响。为消除卫星图像中薄云对下垫面的影响,开发了针对多光谱图像的薄云检测与去除算法。该算法首先利用蓝绿波段合成外推波段,通过暗像元搜索,生成薄云厚度图(HTM)和薄云掩膜图,进而得到无云区像元与云区像元;再计算图像每个波段的HTM,利用外推波段的HTM与每个波段的HTM求得每个波段的线性回归系数,由该系数对图像进行薄云去除。将该方法应用于环境减灾二号(HJ-2A/B)卫星的多光谱图像,研究结果表明,对不同地表类型,薄云去除后图像质量均得到明显的提升,能够清晰地展现出薄云下覆盖的地物信息,并且不影响无云区域的图像质量。利用该算法进行薄云去除后,卫星多光谱图像的清晰度、对比度和标准差都有显著的提升,为后续图像应用提供了质量保障。

关键词：遥感影像薄云去除云检测薄云厚度图环境减灾二号卫星

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全自动太阳光度计温控系统设计及测试

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大气与环境光学学报 2023年第1期18卷 73-81页

作者：黄冬李新张艳娜张允祥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中国科学院通用光学定标与表征重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230031

针对温度效应会影响太阳光度计观测结果且温度校正系数难以获取等问题,设计了一种基于热电制冷器(TEC)的全自动太阳光度计温控系统。介绍了自研全自动太阳光度计的整体设计,特别是温控系统设计,并分析了温度对探测器响应的影响。最后对... 详细信息

针对温度效应会影响太阳光度计观测结果且温度校正系数难以获取等问题,设计了一种基于热电制冷器(TEC)的全自动太阳光度计温控系统。介绍了自研全自动太阳光度计的整体设计,特别是温控系统设计,并分析了温度对探测器响应的影响。最后对该全自动太阳光度计进行了野外测试,在合肥地区与商用仪器CE318进行了同步观测比对,测试结果表明全自动太阳光度计反演的气溶胶光学厚度与CE318校正后的结果一致,偏差在0.01以内;在敦煌地区的长期测试结果表明,在温度变化较大的长期野外观测中,全自动太阳光度计温控系统均保持在(25±0.2)℃内,验证了温控系统设计的有效性和可靠性。

关键词：温控太阳光度计热电制冷器气溶胶光学厚度温度校正

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级联积分球辐射源角度均匀性研究

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应用光学 2022年第3期43卷 481-487页

作者：查广平吴浩宇李健军袁银麟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 中国科学技术大学安徽合肥230026

为了设计和制造高角度均匀性的积分球辐射源,需要提供优化的设计参数。基于空腔的辐射传输理论,建立了基于级联积分球结构的发光单元光出射度分布的仿真模型,并获得了朗伯型发光单元安装位置和级联积分球辐射源角度均匀性之间的关系。... 详细信息

为了设计和制造高角度均匀性的积分球辐射源,需要提供优化的设计参数。基于空腔的辐射传输理论,建立了基于级联积分球结构的发光单元光出射度分布的仿真模型,并获得了朗伯型发光单元安装位置和级联积分球辐射源角度均匀性之间的关系。仿真结果表明:理想情况下,采用2个朗伯型级联子球作为发光单元,对称安装在与级联积分球辐射源出光口法线方向成10°夹角位置时,通过球心与出光口法线方向成±20°夹角观测区域内的角度均匀性可以达到0.03%的水平。最后,通过实验测量级联子球在30°夹角位置时级联积分球辐射源的角度均匀性,发现实验结果与仿真结果接近一致。因此,通过优化发光单元的类型和安装位置,可以有效提升积分球辐射源的角度均匀性。

关键词：积分球设计角度均匀性计算机仿真反射辐亮度

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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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相关光子自校准光谱辐照度测量不确定度分析

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宇航计测技术 2023年第3期43卷 40-46页

作者：李健军胡友勃丁蕾翟文超夏茂鹏郑小兵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

基于自发参量下转换原理产生宽波段相关光子辐射定标光源,结合传统的光谱辐照度观测仪器,提出一种新型的相关光子自校准的光谱辐照度测量方案。介绍了光谱辐照度测量原理和系统组成,开展了“通道量子效率→光谱光子数率→光谱辐射功率... 详细信息

基于自发参量下转换原理产生宽波段相关光子辐射定标光源,结合传统的光谱辐照度观测仪器,提出一种新型的相关光子自校准的光谱辐照度测量方案。介绍了光谱辐照度测量原理和系统组成,开展了“通道量子效率→光谱光子数率→光谱辐射功率响应度→光谱辐照度”量值传递路径研究,建立了自校准光谱辐照度测量仪的辐射测量模型,详细分析和评估了该仪器的光谱辐照度测量不确定度。将488 nm激光经积分球、平行光管准直后作为辐照度定标光源,开展了相关光子自校准光谱辐照度测量仪与参考辐照度计的比对实验,初步验证两种测量方法的一致性优于4.2%。

关键词：自校准太阳光谱辐照度仪光谱辐照度测量不确定度

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