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可见-短波红外高光谱星上定标用积分球系统的设计

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光学学报 2009年第12期29卷 3545-3550页

作者：杨本永张黎明陈洪耀乔延利中国科学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

星上定标系统是有效监测遥感器辐射响应性能的重要技术构成,高光谱技术和信息应用的发展对星上定标系统提出了更高的要求,包括太阳光谱的一致性、系统小型轻量化与稳定性等技术难题。提出一种较完整的技术方案,以内置卤钨灯为光源,用小... 详细信息

星上定标系统是有效监测遥感器辐射响应性能的重要技术构成,高光谱技术和信息应用的发展对星上定标系统提出了更高的要求,包括太阳光谱的一致性、系统小型轻量化与稳定性等技术难题。提出一种较完整的技术方案,以内置卤钨灯为光源,用小型化的积分球为匀光体,采用色温校正技术调节其光谱输出,内置安装标准辐射计监视系统的稳定性。系统设计结合航天环境要求,获得了积分球辐亮度输出在太阳反射波段达到0.9倍的大气外太阳照射朗伯面的水平、出口面非均匀性为0.6%、在出射角±15°内辐亮度变化小于1.5%等满足一定工程应用要求的实验结果,系统重量、体积分别小于1.2 kg,0.002 m3,开机稳定时间小于5 min,辐射输出在约200 h内保持良好的稳定性。

关键词：遥感可见至短波红外波段高光谱星上定标积分球色温校正

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大气模式与气溶胶模型对辐射传输计算的影响

强激光与粒子束 2010年第5期22卷 983-986页

作者：聂建华张黎明陈洪耀中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥230031

大气模式与气溶胶模型选择是影响定量遥感应用的辐射传输计算的重要因素。人们一般凭感性认识去进行选择,有一定随意性,对其带来的影响程度关注甚少。以太阳辐射计测量为依据,对大气模式与气溶胶模型选择方法作了研究,并利用经辐射定标... 详细信息

大气模式与气溶胶模型选择是影响定量遥感应用的辐射传输计算的重要因素。人们一般凭感性认识去进行选择,有一定随意性,对其带来的影响程度关注甚少。以太阳辐射计测量为依据,对大气模式与气溶胶模型选择方法作了研究,并利用经辐射定标过的光谱辐射计地面测量对辐射传输计算精度进行了验证。在昆明进行的试验表明,在0.50-0.68μm范围内,选择中纬度冬季大气模式和大陆型气溶胶,经辐射传输计算后得到的光谱辐射亮度与光谱辐射计测量结果一致性很好,差别在3.3%以内;变换大气模式对辐射传输计算产生明显影响,差别达10%左右;选择不同的气溶胶模型对辐射传输计算影响也很大,差别达11%左右。基于辐射计测量的大气模式与气溶胶模型选择避免了主观选择的不可靠性,有益于减少辐射传输计算或卫星遥感大气订正的误差。

关键词：辐射传输计算大气模式气溶胶模型太阳辐射计光谱辐射亮度

系统级定标方法实现基于低温辐射计的标准灯400～900nm波段光谱辐照度

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光学学报 2010年第11期30卷 3349-3353页

作者：陈洪耀张黎明邹鹏谢萍郑小兵乔延利中国科学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

为提高光辐射工作标准精度和满足遥感器高精度辐射定标需要,开展了以低温辐射计为初级标准,滤光片辐射计为传递标准的标准灯光谱辐照度实现研究。通过滤光片辐射计响应的系统级定标、辐照度标准灯物理模型和递归迭代优化算法,由滤光片... 详细信息

为提高光辐射工作标准精度和满足遥感器高精度辐射定标需要,开展了以低温辐射计为初级标准,滤光片辐射计为传递标准的标准灯光谱辐照度实现研究。通过滤光片辐射计响应的系统级定标、辐照度标准灯物理模型和递归迭代优化算法,由滤光片带宽下的积分响应得到辐照度标准灯的连续光谱分布。系统级的定标方法避免了滤光片透射率、几何因子测量和使用与标定状态不一致引入的不确定度。初步结果表明,该方法实现的400～900 nm波段标准灯光谱辐照度与基于国际温标(ITS-90)高温黑体标定的结果相对差别在后者的不确定度范围之内。在国内尝试实现了基于低温辐射计的标准灯光谱辐照度标准传递,对提高光辐射计量、辐射测温以及遥感器特别是高光谱遥感器辐射定标精度有重要意义。

关键词：遥感低温辐射计辐射定标高光谱遥感光谱辐照度定量遥感系统级定标

基于双LED光源积分球的硅探测器宽动态范围响应线性定标

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光学学报 2017年第9期37卷 23-31页

作者：刘辉陈洪耀司孝龙张黎明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

介绍了一种硅探测器宽动态范围线性测量系统,系统以光通量叠加为基础,通过时间逻辑控制LED点亮、熄灭和采集数据,在2.2×10-6~0.57A的LED注入电流调节范围内,标定了硅探测器响应电流在3.92×10-11~10-2 A范围内近9个量级的线性。实验结... 详细信息

介绍了一种硅探测器宽动态范围线性测量系统,系统以光通量叠加为基础,通过时间逻辑控制LED点亮、熄灭和采集数据,在2.2×10-6~0.57A的LED注入电流调节范围内,标定了硅探测器响应电流在3.92×10-11~10-2 A范围内近9个量级的线性。实验结果表明,硅探测器在9个量级的动态范围内测量时探测器非线性引入的误差可达0.23%,通过非线性修正因子对其测量值进行修正很有必要,并给出了非线性修正因子,其数值范围为1~1.0023。分析了测量结果的测量不确定度,列出影响系统测量精度的因素,并定量分析了LED光源的光谱漂移对系统测量精度的影响。给出了线性测量系统的相对合成不确定度,硅探测器响应电流范围分别为39.2pA^0.326nA、0.326~81.6nA、81.6nA^20.4μA、20.4μA^10.2 mA时的测量不确定度分别为0.269%、0.0116%、0.00536%和0.00320%。结果表明该系统可以用于高精度硅探测器的宽动态范围响应线性定标。

关键词：探测器光学测量线性定标光通量叠加不确定度

基于周期靶标的高分辨光学卫星相机在轨MTF检测方法

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光学学报 2011年第7期31卷 92-97页

作者：徐伟伟张黎明杨本永陈洪耀中国科学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

调制传递函数(MTF)是高空间分辨率光学卫星相机的重要参数之一。提出一种基于周期靶标的直接检测方法,从遥感影像数据计算得到成像系统在奈奎斯特频率处的MTF值,同时利用参数化模型获取全频率的MTF曲线。试验结果表明,在均匀的暗背景上... 详细信息

调制传递函数(MTF)是高空间分辨率光学卫星相机的重要参数之一。提出一种基于周期靶标的直接检测方法,从遥感影像数据计算得到成像系统在奈奎斯特频率处的MTF值,同时利用参数化模型获取全频率的MTF曲线。试验结果表明,在均匀的暗背景上,沿遥感器的垂轨方向与顺轨方向上分别布设5组非整像素(地面像元分辨率)间隔的三线靶标,并在大面积靶标的配合下,可直接测得光学卫星相机的MTF值,检测误差优于5%,满足在轨检测的应用要求。

关键词：成像系统调制传递函数周期靶标奈奎斯特频率参数化模型

基于光谱靶标的光学遥感器光谱响应特性在轨评估方法研究

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光谱学与光谱分析 2016年第3期36卷 811-816页

作者：李鑫张黎明陈洪耀徐伟伟中国科学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

多光谱遥感技术在研究地表生物量、气候变迁和自然灾害预报等方面有重要应用,遥感器的光谱敏感度与遥感数据的定量化存在相关性。遥感器在轨运行期间,受空间辐射、温度剧变和化学分子污染或宇宙尘埃等因素的影响,光学系统光谱敏感度产... 详细信息

多光谱遥感技术在研究地表生物量、气候变迁和自然灾害预报等方面有重要应用,遥感器的光谱敏感度与遥感数据的定量化存在相关性。遥感器在轨运行期间,受空间辐射、温度剧变和化学分子污染或宇宙尘埃等因素的影响,光学系统光谱敏感度产生退化,导致测量值与真值出现偏差,影响影像产品的精度。在已有工作的基础上,提出了一种简化的基于人工光谱检测参照的光谱响应特性在轨评估方法,通过建立光谱响应函数的退化模型,结合光谱靶标反射率的测量结果与影像反演结果,实现遥感器光谱响应特性的在轨评估。经仿真实验与在轨实验验证,该方法可以有效实现对光谱响应函数波长漂移和带宽缩放变化的检测,并有利于提高遥感器长时间序列数据产品精度和多种遥感器数据产品的综合利用水平。

关键词：遥感光谱定标多光谱相机光谱响应函数光谱靶标

光学遥感器光谱响应特性在轨评估中的光谱靶标设计

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光学学报 2014年第7期34卷 253-260页

作者：李鑫张黎明陈洪耀徐伟伟中国科学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

光学遥感器在轨运行期间,受温度变化、空间辐射等因素的影响,其光谱响应特性会产生变化,进而使目标物理量的测量值产生退化。以光谱靶标为检测参照,通过建立合适的退化模型,可以实现对遥感器光谱响应特性的在轨评估。为达到这一目的,需... 详细信息

光学遥感器在轨运行期间,受温度变化、空间辐射等因素的影响,其光谱响应特性会产生变化,进而使目标物理量的测量值产生退化。以光谱靶标为检测参照,通过建立合适的退化模型,可以实现对遥感器光谱响应特性的在轨评估。为达到这一目的,需要针对遥感器的光谱响应函数设计出合适的光谱靶标,通过仿真模拟计算,得出了光谱反射率呈高斯模式的光谱靶标最适合进行在轨评估的结论,在轨实验结果初步验证了设计结果的正确性。

关键词：遥感光谱定标多光谱相机退化效应光谱靶标

基于光谱靶标的光学遥感器退化特性在轨评估方法研究

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光学学报 2014年第6期34卷 278-283页

作者：李鑫张黎明陈洪耀徐伟伟中国科学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

多光谱遥感器在轨运行期间,受化学分子污染、发射振动、宇宙辐射等因素的影响,其光谱响应特性会发生变化,使目标物理量的测量值产生偏差,且不能用辐射定标进行校正,影响数据产品序列的一致性。提出了一种基于光谱靶标的光谱响应退化特... 详细信息

多光谱遥感器在轨运行期间,受化学分子污染、发射振动、宇宙辐射等因素的影响,其光谱响应特性会发生变化,使目标物理量的测量值产生偏差,且不能用辐射定标进行校正,影响数据产品序列的一致性。提出了一种基于光谱靶标的光谱响应退化特性在轨评估方法,通过建立响应函数退化模型,并利用光谱靶标反射率在检测波段内呈非线性变化的特性来实现对光谱响应函数退化情况的定量化评估。模拟仿真与外场实验结果初步验证了本文方法的有效性,该方法在提高辐射定标精度和优化遥感器设计等方面有重要意义。

关键词：遥感光谱定标多光谱相机光谱响应函数光谱靶标

高光谱遥感器飞行中基于大气特征谱线的光谱定标技术

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光学学报 2013年第5期33卷 287-293页

作者：陈洪耀张黎明李鑫司孝龙杨宝云朱雪梅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

高光谱遥感器光谱定标是其遥感信息定量化应用的基础。报道了一种基于大气特征谱线的光谱定标技术,该定标技术通过分离与遥感器特性无关的大气和周围环境等引入的反射率,使分离后的等效反射率与经过低通滤波的等效反射率匹配,确定了中... 详细信息

高光谱遥感器光谱定标是其遥感信息定量化应用的基础。报道了一种基于大气特征谱线的光谱定标技术,该定标技术通过分离与遥感器特性无关的大气和周围环境等引入的反射率,使分离后的等效反射率与经过低通滤波的等效反射率匹配,确定了中心波长偏移量和光谱带宽。针对某国产机载高光谱遥感器进行了飞行中光谱定标实验,结果表明遥感器的中心波长和带宽都发生了变化。光谱定标的准确性通过两种方法验证:一种是观察反演得到的地面典型目标光谱反射率是否存在锐利的凸起和凹陷,另一种是观察在氧气760nm吸收峰廓线测量的光谱辐亮度与辐射传输计算得到的结果是否一致。分析表明,影响该光谱定标方法不确定度的主要因素是数据的信噪比和地面的辐射定标。

关键词：遥感高光谱遥感光谱定标波长定标定量遥感