检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与毫米波学报 2022年第4期41卷 770-784页

作者：樊依哲孙晓兵提汝芳黄红莲刘晓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 合肥市农业行业首席工作室安徽合肥230031

针对卫星载荷大气校正仪分系统PSAC在陆地上空气溶胶反演领域的应用需求,基于最优化反演框架,引入信息量和后验误差分析方法,讨论了不同观测模式下气溶胶和地表参数的信号自由度(DFS)的观测角度依赖性,给出了气溶胶和地表参数的后验误... 详细信息

针对卫星载荷大气校正仪分系统PSAC在陆地上空气溶胶反演领域的应用需求,基于最优化反演框架,引入信息量和后验误差分析方法,讨论了不同观测模式下气溶胶和地表参数的信号自由度(DFS)的观测角度依赖性,给出了气溶胶和地表参数的后验误差。在此基础上,分析了气溶胶和地表参数的DFS随光学厚度(AOD)和地表反射率的变化趋势。研究表明:1)不同的观测几何下,气溶胶参数总的DFS有很大差异,反演气溶胶参数的最优散射角范围是140°~180°;2)任意观测角度,细粒子为主的细模柱浓度v_(0)^(f),粗粒子为主的气溶胶柱浓度v_(0)^(f)和v_(0)^(c)能被反演出来,谱分布部分参数以及折射指数部分参数在大散射角能被反演获得;3)对不同AOD和地表反射率下参数的DFS分析,偏振信息的增加有助于亮地表下气溶胶参数的反演,增加短波红外波段能提升在AOD高值条件下对地表参数的获取能力。

关键词：偏振扫描大气校正仪(PSAC) 偏振遥感短波红外气溶胶信息量分析最优估计反演

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光学遥感器复杂环境下在轨辐射定标方法

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光学学报 2022年第6期42卷 224-229页

作者：包诗薇陈洪耀张黎明黄文薪司孝龙张超陈卓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 北京市遥感信息研究所北京100192

基于反射率基法的大面积均匀场替代定标是目前常见的在轨定标方法,国内均匀场数量少,反射率偏低,定标频次与精度都受到限制。灰阶靶标法已经实现了在均匀场环境下的高精度辐射定标,但如何突破大面积均匀场单一环境背景限制实现高频次定... 详细信息

基于反射率基法的大面积均匀场替代定标是目前常见的在轨定标方法,国内均匀场数量少,反射率偏低,定标频次与精度都受到限制。灰阶靶标法已经实现了在均匀场环境下的高精度辐射定标,但如何突破大面积均匀场单一环境背景限制实现高频次定标,依然是当前的难题。在经典辐照度基法的基础上,提出了适用于灰阶靶标的改进辐照度基法,分析讨论了复杂环境下的在轨辐射定标方法,并对某光学卫星开展了实验验证。结果表明,提出的改进辐照度基法与反射率基法的最大差别小于3.5%,可实现复杂背景环境下的在轨辐射定标,为我国光学卫星高频次、高精度在轨辐射定标提供了技术途径。

关键词：遥感辐射定标灰阶靶标辐照度基法

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基于SRIO总线的光纤通信测试系统设计与实现

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大气与环境光学学报 2024年第2期19卷 257-264页

作者：赵子豪路美娜许智龙吴洋刘景岩宋茂新骆冬根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230031

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线... 详细信息

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线协议完成对调焦调平系统性能验证过程中的指令控制和图像数据传输。基于双存储器(FIFO)缓冲的SRIO接口设计使得该测试系统具有较强的通用性和实用性。测试结果表明,该系统光纤接口数据传输速率达440 MB/s,能够满足调焦调平系统性能验证对数据传输速率及正确性的需求。

关键词：调焦调平系统串行RapidIO 现场可编程门阵列光纤通信

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基于偏振信息的污泥沉降比快速测量研究

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应用光学 2025年第1期46卷 121-128页

作者：王新强覃杉孙晓兵熊伟叶松王方原童宣科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

污水处理是人类生产、生活中保持水源清洁的重要环节,污泥沉降比是衡量污水处理效果的关键指标。现有的污泥沉降比测量需要等杂质沉淀完成,耗费时间长,检测效率低下。为了实现实时、非接触、低耗测量污泥沉降比,研究了均匀污泥水样光偏... 详细信息

污水处理是人类生产、生活中保持水源清洁的重要环节,污泥沉降比是衡量污水处理效果的关键指标。现有的污泥沉降比测量需要等杂质沉淀完成,耗费时间长,检测效率低下。为了实现实时、非接触、低耗测量污泥沉降比,研究了均匀污泥水样光偏振信息与沉降比之间的关系,通过测量污泥沉淀前混合溶液的偏振图像,提取偏振特征参量,利用BP(back propagation)神经网络对偏振参量与沉降比进行训练建模,建立了输入层为I、Q、U、P、θ,隐含层节点数为13,输出层为污泥沉降比,网络拓扑结构为“5-13-1”的BP神经网络预测模型。模型训练采用L-M(Levenberg-Marquardt)算法,网络传递函数采用tansig-purelin。结果表明:预测模型的平均相对误差为4.361%,平均绝对误差为0.00821,均方误差为0.00014,均方根误差为0.01213,四者均在误差允许的范围内,能够用于污泥沉降比的快速预测。

关键词：偏振信息污泥沉降比定量检测 BP神经网络

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面向平流层传感器的红外多光谱地表温度反演仿真

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光学学报 2022年第12期42卷 55-65页

作者：叶松夏侯琪吴军熊伟崔方晓李大成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 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

针对平流层载荷在对地观测应用中精确获取地表温度的需求,基于SeeBor大气廓线集和MODIS分裂窗通道的参数建立了平流层仿真数据集,分析了通用分裂窗算法在平流层高度获取地物温度的有效性;开展了反演精度对观测高度、发射率、水汽含量、... 详细信息

针对平流层载荷在对地观测应用中精确获取地表温度的需求,基于SeeBor大气廓线集和MODIS分裂窗通道的参数建立了平流层仿真数据集,分析了通用分裂窗算法在平流层高度获取地物温度的有效性;开展了反演精度对观测高度、发射率、水汽含量、噪声等效温差(NETD)和光谱响应漂移的敏感性分析。仿真结果表明,算法的理论误差为0.185 K,其中发射率和NETD对反演误差的贡献最大。最后分析了不同影响因素的偏差约束需求,结果表明在发射率不确定性优于1%、NETD优于0.4 K、光谱响应漂移在-3~3 nm的条件下,温度反演精度可以实现优于2 K的水平。

关键词：大气光学平流层地表温度分裂窗算法敏感性分析

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近红外光谱在爆炸物粉末表面沾染遥测中的应用

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光谱学与光谱分析 2021年第2期41卷 441-447页

作者：李大成王安静李扬裕崔方晓吴军曹志成王云云乔延利中国科学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

针对爆炸恐怖事件预防和打击领域内的大范围开放空间下制爆运爆可疑人员衣物表面沾染爆炸物粉末检测问题,研究基于近红外光谱的爆炸物粉末表面沾染遥测方法。研制了一套近红外成像光谱数据采集系统,采集了多种爆炸物粉末和沾染基底的近... 详细信息

针对爆炸恐怖事件预防和打击领域内的大范围开放空间下制爆运爆可疑人员衣物表面沾染爆炸物粉末检测问题,研究基于近红外光谱的爆炸物粉末表面沾染遥测方法。研制了一套近红外成像光谱数据采集系统,采集了多种爆炸物粉末和沾染基底的近红外反射光谱,制备了多个爆炸物粉末表面沾染样本。针对表面沾染检测应用中爆炸物粉末与沾染基底近红外反射特征混叠问题,利用近红外光谱数据处理技术构建近红外光谱解混校正模型,去除了沾染基底信号对爆炸物粉末目标识别的干扰。针对遥测应用中光源照射不均匀问题造成的干扰(如强光反射造成的光谱信号饱和,光线遮挡造成阴影引起的信号微弱,引起光谱反射率测量异常问题),对目标校正得分图进行有效过滤避免误识别问题。此外,针对背景噪声较大时出现光谱预处理过度造成的误识别问题,利用目标原始光谱反射率均值和得分图综合判别加以校正解决。通过实验验证,提出的方法成功解决了表面沾染特征混叠问题、去除了遥测中光照及其他噪声因素的干扰影响,避免了误分类,在典型背景材质棉麻、化纤布料基底上成功识别分类AP(高氯酸铵)、CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)、NQ(硝基胍)、RDX(黑索金)、TATB(三氨基三硝基苯)、硝娣(工业炸药)、烟花爆竹等爆炸物粉末单质及混合物,验证了系统及方法的有效性和可行性,首次在实验室环境下实现了爆炸物粉末表面沾染遥测成像报警,有效距离可达数十米,具备一定应用价值与发展潜力。

关键词：近红外光谱爆炸物粉末表面沾染识别分类

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XM23胶的单轴拉伸试验及超弹性本构模型构建

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宇航材料工艺 2023年第1期53卷 38-42页

作者：罗鹏孙亮程伟华陈怀军罗海燕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

XM23胶广泛应用于航天光学遥感器,用于粘接光学透镜与金属结构件,可以起到减振作用。目前对XM23胶的力学性能的研究都是基于线弹性理论,但XM23胶是一种高聚合物,表现出非线性特征,无法使用线弹性材料的杨氏模量和泊松比进行准确地表征... 详细信息

XM23胶广泛应用于航天光学遥感器,用于粘接光学透镜与金属结构件,可以起到减振作用。目前对XM23胶的力学性能的研究都是基于线弹性理论,但XM23胶是一种高聚合物,表现出非线性特征,无法使用线弹性材料的杨氏模量和泊松比进行准确地表征。本文首先通过XM23胶的单轴拉伸试验测试出该胶的应力应变数据,基于超弹性理论,尝试运用3种超弹性本构模型进行数据拟合。分析发现,Mooney-Rivlin 3参数本构模型最适于表征XM23胶的力学性能,其本构模型材料参数C10为-0.2059 MPa、C01为0.6888 MPa、C11为0.0557 MPa。利用此本构模型使用有限元软件模拟了该胶的单轴拉伸试验,仿真得到应力应变数据在误差范围内与试验数据一致。XM23胶的超弹性本构模型构建为XM23胶的胶接结构有限元建模提供了理论和数据支撑。

关键词： XM23胶单轴拉伸超弹性本构模型有限元仿真

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基于随机蛙跳降维和PSO-BPNN的高光谱水体总氮遥感反演

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激光与光电子学进展 2025年

作者：张紫玥刘晓杜丽丽姚顺孙晓兵熊伟曹頔中国科学技术大学环境科学与光电技术学院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省合肥生态环境监测中心

城市化的快速发展导致水体污染问题日益严重，对其开展有效的监测具有重要意义。针对传统实验室水质检测方法存在的操作繁琐、时空不连续等问题，本文提出了一种基于高光谱的水体总氮反演方法。以巢湖流域的十五里河为研究对象，基于近... 详细信息

城市化的快速发展导致水体污染问题日益严重，对其开展有效的监测具有重要意义。针对传统实验室水质检测方法存在的操作繁琐、时空不连续等问题，本文提出了一种基于高光谱的水体总氮反演方法。以巢湖流域的十五里河为研究对象，基于近地高光谱水体探测数据，将水样的高光谱数据匹配至无人机高光谱分辨率，采用随机蛙跳算法（RF,Random Frog）提取水样总氮浓度的特征波段，利用粒子群优化（PSO,Particle Swarm Optimization）的BP神经网络算法（BPNN,Back Propagation Neural Network）构建了总氮反演模型，并在无人机高光谱图像中实现了研究区水域总氮浓度的反演与验证。结果表明：基于RF算法提取特征波段465.1nm、495.2nm、756.2nm、830.1nm、847.7nm，符合总氮的敏感波段范围；建立的PSO-BPNN反演模型对训练集的预测精度R2为0.862,RMSE为0.405，对测试集的预测精度R2为0.711,RMSE为0.640，与BP神经网络和偏最小二乘模型相比，测试集的RMSE分别降低了11%和17%；将该模型用于无人机载高光谱影像，可快速反演出总氮的空间分布特征，验证点反演和实测值的相对偏差小于5.5%，证明该模型具有一定的泛化性，实际应用效果较好。

关键词：高光谱总氮反演随机蛙跳降维 PSO-BP神经网络

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航空遥感大气多角度偏振辐射计及测试实验分析

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光学精密工程 2022年第22期30卷 2847-2859页

作者：孙晓兵宋茂新吴洋张爱文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 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031

地球大气与气候变化密切相关,且影响着人类健康和生态环境,大气监测具有重要意义。大气气溶胶散射辐射的偏振敏感性为光学偏振遥感技术应用于大气探测提供了新思路。结合我国航空遥感系统技术发展和环境大气遥感监测需求,提出了一种航... 详细信息

地球大气与气候变化密切相关,且影响着人类健康和生态环境,大气监测具有重要意义。大气气溶胶散射辐射的偏振敏感性为光学偏振遥感技术应用于大气探测提供了新思路。结合我国航空遥感系统技术发展和环境大气遥感监测需求,提出了一种航空大气多角度偏振探测方法,突破集束式偏振光学系统设计和偏振定标等关键技术,研制了大气多角度偏振辐射计。首先,介绍辐射计偏振探测原理,讨论光学系统方案设计,分析辐射计多角度探测和定标精度对气溶胶柱浓度反演后验误差的影响;其次,利用标准偏振光发生器和绝对辐射定标系统,对辐射计偏振测量精度进行验证,并得到绝对辐射定标不确定度;再次,针对辐射计航空遥感模式,研发专门的多角度多光谱偏振探测数据处理系统;最后,开展外场实验分析,通过航空与地面同步观测实验,验证了辐射计各项指标。研究结果表明:辐射计的绝对辐射定标不确定度优于4%,偏振测量精度优于0.5%,同步比对站点的大气气溶胶光学厚度反演精度优于0.05。该辐射计获取的偏振数据可反演得到大气气溶胶光学厚度等参数,满足区域环境大气监测应用需求。

关键词：航空偏振遥感多角度辐射计

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云相机相对辐射定标技术研究

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激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 245-254页

作者：汪杰君池杲鋆李孟凡王相京胡亚东厉卓然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

云相机采用阈值法对观测目标区域进行在轨实时云识别。在云判算法中,辐射度量的准确性将会影响最终的反演结果。本文建立了云相机像元响应值与辐亮度之间的信息模型,针对云相机探测器各像元在入射光均匀一致时,输出响应值出现不相等的... 详细信息

云相机采用阈值法对观测目标区域进行在轨实时云识别。在云判算法中,辐射度量的准确性将会影响最终的反演结果。本文建立了云相机像元响应值与辐亮度之间的信息模型,针对云相机探测器各像元在入射光均匀一致时,输出响应值出现不相等的情况提出了改进措施。首先,根据云相机的信息模型分析了探测器像元响应值不同的原因,建立了云相机的相对辐射定标模型。然后,由于云相机视场角较大,大口径积分球辐射源出射光也难以一次性覆盖所有视场,在实验中设计了分视场测试的方式。最后,根据相对辐射定标模型和分视场测量方式,进行了云相机的相对辐射定标。实验结果表明:云相机对积分球成像结果校正前非均匀性为6%左右,经相对辐射定标校正后,在轨典型信噪比条件下非均匀性达到1.5%以内,低信噪比条件下达到3.25%。定标测试结果满足云相机设计的指标要求。

关键词：测量云相机信息模型辐射定标相对定标分视场测试

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