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激光主动遥感技术及其应用

激光与红外 2006年第B09期36卷 742-748页

作者：王建宇洪光烈中国科学院上海技术物理研究所上海200083

文中介绍了激光技术在空间卫星平台和机载平台中的主要应用和激光遥感技术的发展趋势。

关键词：激光雷达技术进展主动遥感

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主动遥感用超分辨率技术

红外 2002年第9期23卷 42-44页

作者：高国龙

1 引言对于任何一种基于合成孔径雷达(SAR)数据的处理方法来说,分辨率都是一个基本限制.常规的雷达成像技术一般是利用快速傅里叶变换(FFT)从目标散射场中确定目标的空间位置的.这些图像的分辨率会受到询问雷达系统的带宽以及被观测目... 详细信息

1 引言对于任何一种基于合成孔径雷达(SAR)数据的处理方法来说,分辨率都是一个基本限制.常规的雷达成像技术一般是利用快速傅里叶变换(FFT)从目标散射场中确定目标的空间位置的.这些图像的分辨率会受到询问雷达系统的带宽以及被观测目标所处的搜索角扇区的限制.在这种情况下,超分辨率就有可能通过增加分辨率来提高系统性能.超分辨率是通过引入并行数据增加一幅图像(时间序列)的有效带宽从而扩充数据集的过程;因而,由数据集的大小所施加的瑞利分辨率可以通过引入并行数据来加以克服.

关键词：合成孔径雷达数据处理图像处理 SAR 主动遥感超分辨率

《无线电频谱需求增加下的主动遥感发展战略》评介

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气象科技进展 2016年第1期6卷 154-156页

作者：侯美亭中国气象局气象干部培训学院

无线电频谱（Radio Spectrum）是频率介于0Hz和300GHz之间的电磁波谱,其中0.3～300GHz范围的波谱被称为微波,微波是科学界主动遥感主要使用的频谱范围。相比,被动遥感使用的波谱范围更为宽泛,即包括微波波段,也包括频率大于300GHz的可... 详细信息

无线电频谱（Radio Spectrum）是频率介于0Hz和300GHz之间的电磁波谱,其中0.3～300GHz范围的波谱被称为微波,微波是科学界主动遥感主要使用的频谱范围。相比,被动遥感使用的波谱范围更为宽泛,即包括微波波段,也包括频率大于300GHz的可见光、红外、热红外等波段。同可见光、红外相比,微波的波长更长,因此微波能够穿透云层、雾、沙尘等,并且不受大气散射的干扰,几乎在所有天气和环境条件下都可以检测到微波能量。

关键词：无线电频谱主动遥感微波波段评介电磁波谱微波能量被动遥感大气散射

基于移动激光雷达观测的徐州市区气溶胶分布特征

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中国环境科学 2018年第8期38卷 2857-2864页

作者：樊文智秦凯韩旭邹家恒李一蜚中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

将微脉冲激光雷达与GPS等仪器集成在车辆上组成移动观测系统,以徐州市为研究区域,开展大气环境立体走航式观测获取了2015年1月11日(重度污染)、12日(空气质量良好)、17日(轻度污染)3d的市区不同路线的1.5km以下的气溶胶消光廓线信号.结... 详细信息

将微脉冲激光雷达与GPS等仪器集成在车辆上组成移动观测系统,以徐州市为研究区域,开展大气环境立体走航式观测获取了2015年1月11日(重度污染)、12日(空气质量良好)、17日(轻度污染)3d的市区不同路线的1.5km以下的气溶胶消光廓线信号.结果表明,空气质量良好和轻度污染情况时,徐州市近地面气溶胶消光系数相对高值点主要位于商业区域和工业区域.商业区域的污染物主要来自车辆尾气的排放,车流量的大小决定了消光系数值的高低;工业区域的污染物主要来自火电厂的排放,占比达到70%以上.重度污染天气情况下,近地面气溶胶消光系数主要受污染过程的时间演变控制.气溶胶的垂直分布与边界层的演变密切相关,下午的边界层高度比上午普遍要高,晴朗且空气质量良好的情况下,边界层最高,达到1km以上.气溶胶消光系数高值基本出现在250m以下的近地面.工业区域火电厂排放的烟尘主要出现在1km左右.使用不同的仪器测量得到的气溶胶光学厚度趋势大致相同,激光雷达反演的气溶胶光学厚度波动最大.微脉冲激光雷达与GPS等仪器组成的移动观测平台能够有效地探测城市小范围的气溶胶时空分布,而且便捷有效,具有灵活机动性和推广应用价值.

关键词：微脉冲激光雷达(MPL) 主动遥感气溶胶时空分布徐州

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基于菲佐干涉仪的星载测风激光雷达仿真模拟

中国激光 2023年第23期50卷 215-228页

作者：康佳慧郜海阳廖淑君寇蕾蕾丁丕满王震卜令兵南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 青海省气象台青海西宁810012 上海卫星工程研究所上海200240

星载测风激光雷达具有高精度、高垂直分辨率、全球覆盖等特点,是获取全球风场的有效手段。聚焦于米散射通道测风模式,对冰云与气溶胶同时存在的较复杂场景实施星载激光雷达测风的仿真模拟。基于菲佐干涉仪的测风原理构建了一套包含6个... 详细信息

星载测风激光雷达具有高精度、高垂直分辨率、全球覆盖等特点,是获取全球风场的有效手段。聚焦于米散射通道测风模式,对冰云与气溶胶同时存在的较复杂场景实施星载激光雷达测风的仿真模拟。基于菲佐干涉仪的测风原理构建了一套包含6个子模块的正演模型,以大气激光多普勒雷达(ALADIN)仪器参数作为输入值,模拟了典型场景下的探测信号,并结合反演分析了测风精度水平。结果发现,云层和气溶胶的回波能够增强探测器获取信号的信噪比,从而提升反演精度,将风速误差控制在±1.2 m/s范围内;但当云层冰水含量较大时,由于衰减作用使得云层下方信噪比削弱,从而增大反演风速误差,部分区域甚至无法实施有效探测。另外,在采用重心法反演风速时,可通过增加累积电荷耦合器件(ACCD)探测器通道数来减小风速振荡误差。上述研究可为设计和改进星载测风技术提供参考。

关键词：遥感星载激光雷达主动遥感菲佐干涉仪仿真模拟非相干测风

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星载激光雷达视轴监测系统设计

红外与激光工程 2024年第6期53卷 61-70页

作者：万渊李蕊张扬袁金如熊恒周国威刘继桥侯霞中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 上海卫星工程研究所上海201109

提出了一种针对星载激光雷达在轨高精度光轴监测与标定需求的多光轴监测方法,该方法基于主动激光光源。通过使用785 nm的激光,分束后分别照射到星敏感器的基准棱镜和接收望远镜的取光棱镜,反射信号被聚焦至监视相机的焦平面,实现了对接... 详细信息

提出了一种针对星载激光雷达在轨高精度光轴监测与标定需求的多光轴监测方法,该方法基于主动激光光源。通过使用785 nm的激光,分束后分别照射到星敏感器的基准棱镜和接收望远镜的取光棱镜,反射信号被聚焦至监视相机的焦平面,实现了对接收光轴及星敏光轴的精确监测。此外,监视相机还同步采集发射激光的部分能量,用于测量监测发射光轴。文中详细描述了光学系统的设计流程及关键组件的优化方案,并通过地面真空环境试验及在轨监测数据进行了验证。设计结果表明,各监视通道的成像质量达到了衍射极限,收发光轴的设计精度分别为0.09μrad和2.28μrad,关键组件取光棱镜的温控精度达到了±0.2℃。地面的真空热光试验结果进一步验证了该方案的高精度光轴监视能力,收发光轴的监测精度均优于3μrad。最后通过分析激光雷达入轨后的测量数据,确认了视轴监测系统的工作稳定性,成功实现了在轨的高精度光轴监视。该研究成果为星载激光雷达提供了一种有效的在轨高精度光轴监测与标定解决方案。

关键词：主动遥感星载激光雷达光轴监测单元光轴匹配

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星载激光雷达探测云与气溶胶的仿真模拟

激光与光电子学进展 2022年第10期59卷 388-401页

作者：廖淑君郜海阳寇蕾蕾康佳慧卜令兵王震南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044

在星载激光雷达的设计、研制和数据反演过程中,正演模型起到至关重要的作用。建立了一套星载激光雷达探测云与气溶胶的正演模型,整个模型具有模拟冰云场景、气溶胶场景等复杂多场景的能力,由8个子模块构成。针对532 nm通道的模拟结果表... 详细信息

在星载激光雷达的设计、研制和数据反演过程中,正演模型起到至关重要的作用。建立了一套星载激光雷达探测云与气溶胶的正演模型,整个模型具有模拟冰云场景、气溶胶场景等复杂多场景的能力,由8个子模块构成。针对532 nm通道的模拟结果表明:在深对流场景中的云层深厚,信号衰减严重,仅能获取云顶分布信息;而在冰云和气溶胶的场景中,需要考虑云层的微物理特性对气溶胶有效探测的影响。望远镜直径、卫星轨道高度和激光器单脉冲能量对信噪比的影响结果可以为星载激光雷达的参数设计提供支持。与CALIOP/CALIPSO实际探测结果的对比表明,正演模型计算的衰减后向散射系数与实际观测结果在结构分布上基本一致,但由于CALIPSO反演算法的不确定性及与正演模型参数设置上的差异性,在多廓线平均值的对比中,在不同高度上存在一定的差异。

关键词：星载激光雷达正演模型主动遥感云与气溶胶

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星载差分吸收气压雷达的系统仿真与性能分析

遥感技术与应用 2021年第3期36卷 594-604页

作者：胥鑫朱迪中国科学院国家空间科学中心北京101400 中国科学院大学北京100049

提出一种工作在65~70 GHz强氧气吸收波段的星载差分吸收气压雷达,用以连续获取全球高时空分辨率的海面气压数据。通过对星载差分吸收气压雷达系统设计需求的分析,利用大气廓线数据和大气吸收系数模型,对海面气压差分吸收的性能进行了仿... 详细信息

提出一种工作在65~70 GHz强氧气吸收波段的星载差分吸收气压雷达,用以连续获取全球高时空分辨率的海面气压数据。通过对星载差分吸收气压雷达系统设计需求的分析,利用大气廓线数据和大气吸收系数模型,对海面气压差分吸收的性能进行了仿真及性能分析。仿真结果表明:通过强氧气吸收波段下的海面气压和差分吸收指数之间存在线性关系,星载差分吸收气压雷达在66 GHz与69 GHz的工作频率下晴空时得到的海面气压估计的均方根误差在2.6 mbar,不同云况下得到的海面气压估计的均方根误差在3~4 mbar,为后续雷达系统的设计与工程实现提供了参考与依据。

关键词：差分吸收气压雷达海面气压测量雷达系统仿真主动遥感

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海面的激光散射特性(英文)

强激光与粒子束 2002年第4期14卷 526-530页

作者：杨春平吴健电子科技大学光电信息学院四川成都610054

基于随机面元模型 ,建立了海面对激光散射的理论模型 ,详细分析了海面散射的退偏振特性。理论分析表明 :除后向外其它方向的散射光都存在部分退偏振现象 ;但是浮于海面上或悬浮于海面的物体表面对激光散射所具有的退偏振特性明显不同于... 详细信息

基于随机面元模型 ,建立了海面对激光散射的理论模型 ,详细分析了海面散射的退偏振特性。理论分析表明 :除后向外其它方向的散射光都存在部分退偏振现象 ;但是浮于海面上或悬浮于海面的物体表面对激光散射所具有的退偏振特性明显不同于海面散射的退偏振特性。因此可以根据这些差异来遥感海面的漂浮或悬浮物体 ,该结论已经被实验证实。

关键词：退偏振特性激光散射海面主动遥感随机面元模型