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光子学报 2017年第3期46卷 157-164页

作者：彭翔张嵬中国科学院光电技术研究所光电传感技术研究室成都610209 上海卫星工程研究所上海市深空探测技术重点实验室上海201109

非对称空间外差光谱技术是一种新型的超高分辨率遥感探测技术,要求后期的数据处理技术也具有相应的超高准确度.从数字信号处理的角度,提出了一种自适应的频率跟踪处理方法,根据信号的空间频率来插值补偿信号的相位偏移,并且递归迭代出... 详细信息

非对称空间外差光谱技术是一种新型的超高分辨率遥感探测技术,要求后期的数据处理技术也具有相应的超高准确度.从数字信号处理的角度,提出了一种自适应的频率跟踪处理方法,根据信号的空间频率来插值补偿信号的相位偏移,并且递归迭代出最接近真实值的相位信息.经仿真实验对比验证表明,在噪声干扰强度不大的条件下,相较于传统傅里叶变换方法,本文算法对信号频率和相位提取的准确度提高了约100倍以上,能够有效降低非对称空间外差光谱技术的系统误差.

关键词：非对称空间外差光谱仪数字信号处理频率跟踪算法迭代补偿相位准确度

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用于风场探测的非对称空间外差干涉数据处理方法研究

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光谱学与光谱分析 2016年第9期36卷 3014-3019页

作者：沈静熊伟施海亮李志伟胡广骁乔延利中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验安徽合肥230031

利用非对称空间外差光谱技术和多普勒效应,通过测量中高层大气气辉谱线的干涉图,采用傅里叶变换的方法求解相位,获得大气的风速信息。分析了干涉数据的处理方法,并针对干涉相位的求解进行推导。相比于传统观空间外差数据处理,不仅要考... 详细信息

利用非对称空间外差光谱技术和多普勒效应,通过测量中高层大气气辉谱线的干涉图,采用傅里叶变换的方法求解相位,获得大气的风速信息。分析了干涉数据的处理方法,并针对干涉相位的求解进行推导。相比于传统观空间外差数据处理,不仅要考虑噪声和系统误差,而且要考虑用于光谱隔离的窗函数引入的相位误差。通过软件模拟了窗函数的类型和窗长度对干涉数据和风速误差曲线的影响;在此基础上选择合适的窗函数模拟了对干涉图添加噪声和平场因子情况下的风速反演误差。结果说明,虽然窗函数造成了干涉图和相位的畸变,但是使用汉宁窗在合适的光程差处能够使其引入的误差低于5%;同时,噪声的仿真说明,风速误差随着系统噪声的增加而增大,在实验过程中控制噪声以及实验数据预处理对于控制风速精度的必要性。数据处理方法的研究和相关的仿真,对于提高空间外差风速测量精度及系统设计提供了理论参考,具有一定的指导意义。

关键词：风场探测非对称空间外差光谱仪干涉图傅里叶变换窗函数噪声

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多普勒非对称空间外差仪探测高层大气风速的三种方法比较研究

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物理学报 2023年第24期72卷 123-132页

作者：李文文惠宁菊李存霞刘洋河方妍李凌青王彦龙唐远河西安理工大学理学院西安710048

采用多普勒非对称空间外差仪(Doppler asymmetric spatial heterodyne,DASH)被动遥感探测高层大气风速,目前有傅里叶级数法和流行的傅里叶变换两种测风方法.本文提出“四强度法”测风.比较研究了傅里叶级数法、傅里叶变换法和“四强度... 详细信息

采用多普勒非对称空间外差仪(Doppler asymmetric spatial heterodyne,DASH)被动遥感探测高层大气风速,目前有傅里叶级数法和流行的傅里叶变换两种测风方法.本文提出“四强度法”测风.比较研究了傅里叶级数法、傅里叶变换法和“四强度法”测风的原理、正演、噪声和反演等内容,3种测风方法均从DASH斐索干涉条纹的相位差变换而来.假设风速为0—100 m/s,利用傅里叶级数法、傅里叶变换法和“四强度法”得到正演的斐索干涉图后,再对应得到正演风速的误差分别为2.93%,4.67%和3.00%.人为添加均值为0、标准差为0.1的高斯噪声后,假设风速是0—100 m/s,用傅里叶级数、傅里叶变换和“四强度法”分别对平场后的数据正演,得到相对误差对应分别为2.30%,11.66%,2.27%.人为添加高斯噪声后,假设风速为31—39 m/s和30.1—30.9 m/s,用傅里叶级数法和“四强度法”得到正演风速值,两种情况的傅里叶级数法的测风误差是3.55%和4.15%,均高于“四强度法”的测风误差2.20%和2.69%.利用GBAII-DASH野外拍摄西安上空98 km的O(1S)557.7 nm气辉,得到天顶角为0°和45°的成像干涉图,再用傅里叶级数、傅里叶变换和“四强度法”得到反演风速分别为32.21 m/s,43.55 m/s和32.17 m/s.从DASH的正演、反演结果看,本文提出的“四强度法”探测高层大气风速的结果较好,计算简便,测风精度相对较高.

关键词：非对称空间外差光谱仪 “四强度法” 傅里叶变换测风

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DASH探测高层大气风速的三种方法比较研究

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物理学报 2023年

作者：李文文惠宁菊李存霞刘洋河方妍李凌青王彦龙唐远河西安理工大学

用多普勒非对称空间外差仪DASH(Doppler Asymmetric Spatial Heterodyne)被动遥感探测高层大气风速，目前有傅里叶级数法和流行的傅里叶变换两种测风方法。本文提出“四强度法”测风。比较研究了傅里叶级数法、傅里叶变换法和“四强度... 详细信息

用多普勒非对称空间外差仪DASH(Doppler Asymmetric Spatial Heterodyne)被动遥感探测高层大气风速，目前有傅里叶级数法和流行的傅里叶变换两种测风方法。本文提出“四强度法”测风。比较研究了傅里叶级数法、傅里叶变换法和“四强度法”测风的原理、正演、噪声和反演等内容：3种测风方法均从DASH斐索干涉条纹的相位差变换而来。假设风速为0-100m/s，利用傅里叶级数法、傅里叶变换法和四强度法得到正演的斐索干涉图后，再对应得到正演风速的误差分别为2.93%、4.67%和3.00%。人为添加均值为0、标准差为0.1的高斯噪声后，假设风速是0-100m/s，用傅里叶级数、傅里叶变换和四强度法分别对平场后的数据正演，得到相对误差对应分别为2.30%、11.66%、2.27%。人为添加高斯噪声后，假设风速为31-39m/s和30.1-30.9m/s，用傅里叶级数法和四强度法得到正演风速值，两种情况的傅里叶级数法的测风误差是3.55%和4.15%均高于“四强度法”的测风误差2.20%和2.69%。利用GBAII-DASH野外拍摄地球上空98km的O(1S)557.7 nm气辉，得到天顶角为0°和45°的成像干涉图，再用傅里叶级数、傅里叶变换和四强度法得到反演风速分别为32.21 m/s、43.55m/s和32.17 m/s。从DASH的正演、反演结果看，我们提出的四强度法探测高层大气风速的结果较好，计算简便，测风精度相对较高。

关键词：非对称空间外差光谱仪 “四强度法” 傅里叶变换测风

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