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星载大气痕量气体差分吸收光谱仪光谱定标技术研究

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光谱学与光谱分析 2012年第11期32卷 2881-2885页

作者：周海金刘文清司福祺赵敏杰江宇薛辉中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪用于遥感监测痕量气体的全球分布。该载荷探测地球大气或表面反射、散射的紫外/可见光辐射,利用差分吸收光谱算法来解析痕量污染气体成分的分布和变化。光谱定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础,定标... 详细信息

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪用于遥感监测痕量气体的全球分布。该载荷探测地球大气或表面反射、散射的紫外/可见光辐射,利用差分吸收光谱算法来解析痕量污染气体成分的分布和变化。光谱定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础,定标的精度直接决定了仪器研制和应用水平的高低。针对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪视场大、波长宽、空间分辨率和光谱分辨率高的特点,提出了相应的光谱定标方法,建立了定标装置,通过寻峰和回归分析计算光谱定标方程,实现了对载荷的全视场光谱定标工作。并利用太阳光的夫琅禾费线对定标精度进行了检验。

关键词：星载大气痕量气体差分吸收光谱仪光谱定标夫琅禾费线

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测试转台结构设计

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大气与环境光学学报 2021年第2期16卷 158-166页

作者：朱磊司福祺陈军刘凤垒赵敏杰邱晓晗合肥学院生物食品与环境学院安徽合肥230601 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环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

在星载大气痕量气体差分吸收光谱仪的研制过程中,需要对其信噪比、光谱分辨率、光谱定标精度等性能指标进行测试,为此需要设计专用二维转台以实现不同视场在不同角度下的测试。根据光谱仪参数测试要求,提出转台设计方案,设计转台结构,... 详细信息

在星载大气痕量气体差分吸收光谱仪的研制过程中,需要对其信噪比、光谱分辨率、光谱定标精度等性能指标进行测试,为此需要设计专用二维转台以实现不同视场在不同角度下的测试。根据光谱仪参数测试要求,提出转台设计方案,设计转台结构,建立三维模型,并对主要零部件进行选型。转台的方位轴±180°转动,满足114°的主视场测试要求;俯仰轴±20°翻转,实现太阳视场需求;机械定位精度为±0.01°。转台提供两种安装方式,光谱仪竖立安装进行太阳视场测试,水平安装进行主视场测试。转台支撑框架在不同的工况下承受载荷的作用,利用有限元软件对框架结构进行仿真,分析结果验证了框架设计的合理性。

关键词：星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测试转台支撑框架有限元分析

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪辐射定标专用转台设计

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星载大气痕量气体差分吸收光谱仪辐射定标专用转台设计

作者：朱磊合肥学院

学位级别：硕士

近些年来,工业水平的发展及人类活动的增加,加剧了地球环境的恶化,从而也推动了对环境污染监测问题的研究。科技的进步使环境监测的手段和方式也变得多样化,对于大气环境监测来说,由于大气遥感探测技术在监测上有着独特的优势,因而成为... 详细信息

近些年来,工业水平的发展及人类活动的增加,加剧了地球环境的恶化,从而也推动了对环境污染监测问题的研究。科技的进步使环境监测的手段和方式也变得多样化,对于大气环境监测来说,由于大气遥感探测技术在监测上有着独特的优势,因而成为获得全球大气状况的重要方式之一。项目组研制的星载大气痕量气体差分吸收光谱仪通过光谱成像技术,获得全球高光谱数据,基于此获取全球大气痕量气体的分布与传输。基于大气痕量气体差分吸收光谱仪太阳定标光路和对地观测光路的差异,为实现在轨基于太阳光的绝对辐亮度定标,需要在地面对两个观测光路的辐射响应关系即整机BSDF特性进行标定。因此,通过调研国内外大视场成像光谱仪的定标装置,基于星载光谱仪的光学系统需求,设计了辐射定标专用转台。对常见的二维转台进行分析比较,结合光谱仪需求后,确定二维转台的总体结构形式,完成各结构件的设计与验证,对驱动部件进行计算以及选型,最后通过三维设计软件Solidworks完成二维转台的结构建模。二维转台的台体部分作为主要工作部件,各结构件的刚度、强度都应该有足够的安全系数,通过有限元分析软件ANSYS完成台体部分的静力学分析以及动态特性分析,分析结果显示台体结构在模拟工况下区域的应力最大值、位移最大变形量、前六阶固有频率和振型图。根据软件仿真结果验证二维转台的结构设计,其结构件的安全系数可达6倍,定标转台可以实现水平方向±180°转动和俯仰方向±20°摆动,满足二维转台的设计指标及使用需求。在转台制造成功后应用于光谱仪的定标及相关测试实验,包括太阳定标光路的辐照度实验以及对地观测光路的光谱定标实验。对定标实验采集到的数据结果进行分析处理后,得到太阳定标光路在不同观测角度下的辐照度定标系数和光谱仪四个通道的光谱分辨率。本文研究的二维辐射定标转台能够满足地面定标需求,为光谱仪的定标精度提供了保障,基于本转台获取的辐射定标系数,将会进一步提高星载光谱仪在轨遥感数据的定量化应用水平。

关键词：环境监测星载大气痕量气体差分吸收光谱仪二维转台结构设计有限元分析定标实验

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪数据的定标处理与存储方式

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大气与环境光学学报 2018年第4期13卷 268-276页

作者：韩雪冰曾议赵敏杰杨维周海金徐兴伟杨东上司福祺中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与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

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪搭载于太阳同步轨道卫星上,用于获取紫外至可见波段的高光谱遥感数据,可定量监测全球痕量气体分布、变化及输运过程.为满足大量实时遥感数据的读写功能,并实现载荷数据的快速有效查找与读取要求,选择HDF... 详细信息

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪搭载于太阳同步轨道卫星上,用于获取紫外至可见波段的高光谱遥感数据,可定量监测全球痕量气体分布、变化及输运过程.为满足大量实时遥感数据的读写功能,并实现载荷数据的快速有效查找与读取要求,选择HDF5数据格式存储大气痕量气体差分吸收光谱仪获得的遥感数据.为测试数据的有效性,基于载荷在实验室获取的0级测试数据,通过暗背景扣除、增益修正、光谱定标与辐射定标等处理,获得1级遥感数据,并将其成功写入HDF5文件中,从而为载荷入轨后的处理提供数据支持.

关键词：星载大气痕量气体差分吸收光谱仪 HDF5 1级遥感数据

《大气与环境光学学报》第14卷(2019年)总目次

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大气与环境光学学报 2019年第6期14卷 474-478页