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光学传感器星上定标漫射板的特性测量

光学精密工程 2009年第8期17卷 1851-1858页

作者：杨本永张黎明沈政国乔延利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

为了考察星上定标漫射板的光学特性及其在航天环境下的稳定性,对其进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射比因子(BRF)、双向反射分布函数(BRDF)等反射特性的测量;同时,进行了系列环境模拟试验。结果显示:星上定标漫射板反射率在可见近红... 详细信息

为了考察星上定标漫射板的光学特性及其在航天环境下的稳定性,对其进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射比因子(BRF)、双向反射分布函数(BRDF)等反射特性的测量;同时,进行了系列环境模拟试验。结果显示:星上定标漫射板反射率在可见近红外波段可达0.99,光谱差异系不大;漫射板350nm反射率在120h等效紫外辐照下的衰变光学特性受原子氧、质子轰击影响甚微,并通过了航天级力学环境试验。试验研究表明:漫射板具备高反射率、光谱平坦性、朗伯性及其在航天环境下的稳定性,能够满足航天应用要求。

关键词：光学遥感星上定标漫射板光学传感器反射率

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太阳辐射计先进定标方法研究

光学学报 2010年第5期30卷 1337-1342页

作者：徐秋云郑小兵张伟王先华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

利用自行研制的光谱辐亮度响应度定标系统对CIMEL CE318的天空散射通道进行绝对定标,对于无偏675,870和1020 nm和三个偏振870 nm通道合成标准不确定度优于1%。对于同一台太阳辐射计,定标系数与NASA的相对偏差在±1.4%以内,说明了定标结... 详细信息

利用自行研制的光谱辐亮度响应度定标系统对CIMEL CE318的天空散射通道进行绝对定标,对于无偏675,870和1020 nm和三个偏振870 nm通道合成标准不确定度优于1%。对于同一台太阳辐射计,定标系数与NASA的相对偏差在±1.4%以内,说明了定标结果的可靠性。

关键词：光度学辐亮度响应度定标太阳辐射计积分球

太阳漫反射板衰减监测辐射计的设计及性能评估

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光学精密工程 2016年第4期24卷 732-739页

作者：黄文薪张黎明司孝龙徐伟伟邹鹏王戟翔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

论述了太阳漫射板星上定标原理,研究了太阳漫射板衰减监测方法。针对星上太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)的衰变,设计了以太阳为参照,通过与星上漫反射板反射辐射量比对测量实现监测功能的多波段星上漫反射板衰减监测辐射计(SDDM)... 详细信息

论述了太阳漫射板星上定标原理,研究了太阳漫射板衰减监测方法。针对星上太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)的衰变,设计了以太阳为参照,通过与星上漫反射板反射辐射量比对测量实现监测功能的多波段星上漫反射板衰减监测辐射计(SDDM)。介绍了星上定标与漫射板监测的关系,设计了SDDM积分球两开口入光+挡板的光机结构,消除了入射光角度变化与探测器响应的相关性。根据光机结构设置的监测过程,给出了SDDM的监测物理模型,并对SDDM滤光片探测器动态范围设置及信噪比进行了验证和分析。在实验室模拟了太阳照射SDDM太阳观测端口的角度变化,对其透过率模型进行了多次重复测量,结合漫射板相对双向反射比因子(BRF)测量不确定度、卫星姿态及漫射板安装误差进行分析,得到SDDM测量的漫射板监测不确定度优于0.88%。

关键词：太阳漫反射板漫反射板衰减监测辐射计双向反射分布函数星上定标

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星上定标漫反射板设计研究

光学学报 2015年第8期35卷 339-347页

作者：施家定张黎明曹兴家徐伟伟韩慧达王戟翔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

星上定标器作为遥感卫星在轨辐射定标装置,定标漫反射板(SD)作为定标器中的参考标准板,其结构设计的可靠性将直接影响到星上定标器的定标精度。为了得到星上定标漫反射板结构在航天力学条件下的响应情况,通过振动实验台模拟对其进行加... 详细信息

星上定标器作为遥感卫星在轨辐射定标装置,定标漫反射板(SD)作为定标器中的参考标准板,其结构设计的可靠性将直接影响到星上定标器的定标精度。为了得到星上定标漫反射板结构在航天力学条件下的响应情况,通过振动实验台模拟对其进行加速度过载和随机振动响应特性进行了测试,获得了定标漫反射板组件的加速度过载响应特性、固有频率和随机振动响应特性。同时,为了考察星上定标漫反射板的光学特性,进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射分布函数(BRDF)等光学特性的测量。结果表明,漫反射板组件在航天力学条件下强度和刚度都满足设计要求,基频大于120 Hz;而且漫反射板具备高反射率(大于99%)、光谱平坦性、朗伯性等优良光学特性,满足航天应用要求。

关键词：遥感星上定标漫反射板振动双向反射分布函数

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基于正交子空间投影的污染气体自适应探测

光学学报 2014年第7期34卷 295-300页

作者：崔方晓方勇华中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学与定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

超光谱成像遥测污染气体的主要目的是对其进行识别分类,进而获得其空间分布信息,确定污染源位置。实际应用中,目标光谱叠加在强背景辐射之上,此外开放路径中的实测光谱还包含大气等干扰物光谱,这些因素制约了对目标光谱的识别分类。在... 详细信息

超光谱成像遥测污染气体的主要目的是对其进行识别分类,进而获得其空间分布信息,确定污染源位置。实际应用中,目标光谱叠加在强背景辐射之上,此外开放路径中的实测光谱还包含大气等干扰物光谱,这些因素制约了对目标光谱的识别分类。在线性模型基础上,利用正交子空间投影方法有效压缩背景及干扰物信息,并基于广义似然比检验原理构建子空间检测器,对所有像元逐个分类识别。以氨气为目标气体进行了野外实验,数据立方体来自扫描成像傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪,子空间向量由奇异值分解(SVD)算法得到。结果表明,子空间检测器对所有像元的识别结果优于光谱角度填图(SAM)算法。

关键词：光谱学遥感超光谱成像正交子空间投影广义似然比检验

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空间外差光谱仪成像光学系统设计

红外与激光工程 2016年第8期45卷 221-226页

作者：罗海燕李双施海亮熊伟洪津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

为满足高光谱傅里叶变换光谱仪对高光谱分辨率、小畸变、像面光谱辐照度均匀、高信噪比以及仪器轻量化小型化的要求,设计了空间外差光谱仪成像光学系统。基于傅里叶变换的空间外差光谱仪空间干涉的特点和对成像系统缩放比、畸变等要求,... 详细信息

为满足高光谱傅里叶变换光谱仪对高光谱分辨率、小畸变、像面光谱辐照度均匀、高信噪比以及仪器轻量化小型化的要求,设计了空间外差光谱仪成像光学系统。基于傅里叶变换的空间外差光谱仪空间干涉的特点和对成像系统缩放比、畸变等要求,依据干涉图调制度分析了最恶劣面形改变条件下对干涉仪元件面形误差的要求,并采用前后镜组匹配实现了双远心成像系统的设计。设计结果表明:该光学结构可避免调焦产生的成像系统缩放比改变,有效视场内畸变量所有点全视场范围≥0.60。依据仪器视场角对滤光片安装位置和精度提出要求,并对成像系统进行杂散光和照度均匀性分析提出有效抑制杂散光的措施和方法。系统设计满足了空间外差光谱仪对成像的要求,实现了照度均匀、低畸变、离焦情况下缩放比保持不变等。

关键词：光学设计空间外差光谱仪远心系统 MTF

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雾霾天气条件下偏振遥感图像复原研究

武汉大学学报（信息科学版） 2014年第2期39卷 244-247页

作者：梁天全赵强孙晓兵王涵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

针对雾霾天气造成图像质量退化引起的图像对比度降低问题,根据目标场景与大气气溶胶粒子散射光偏振特性的差异,开展雾霾天气目标偏振探测图像复原研究。通过实验获取雾霾天气条件下不同偏振旋转方位角度图像,提出图像复原算法进而提高... 详细信息

针对雾霾天气造成图像质量退化引起的图像对比度降低问题,根据目标场景与大气气溶胶粒子散射光偏振特性的差异,开展雾霾天气目标偏振探测图像复原研究。通过实验获取雾霾天气条件下不同偏振旋转方位角度图像,提出图像复原算法进而提高图像对比度,抑制雾霾介质造成图像退化的影响,提高光学成像系统的成像质量。结果表明,此算法能有效提高图像对比度和图像信息熵值,恢复目标,同时获取了目标景物的深度信息。本文研究为雾霾天气下目标探测与识别提供了有效的技术途径。

关键词：雾霾偏振探测目标复原对比度中图法

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基于偏振分束组件的同时偏振探测精度分析

光学学报 2014年第4期34卷 123-127页

作者：李翠丽孙晓兵王涵韦玮舒存铭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

偏振分束组件是偏振探测系统的核心组成部分,组件中关键偏振光学元件的加工和装调误差直接影响偏振测量精度。通过分析入射光与组件中偏振光学元件相互作用,推导了组件中部分偏振分束器的最佳分束比,其理论值为78.9/21.1;在假定部分偏... 详细信息

偏振分束组件是偏振探测系统的核心组成部分,组件中关键偏振光学元件的加工和装调误差直接影响偏振测量精度。通过分析入射光与组件中偏振光学元件相互作用,推导了组件中部分偏振分束器的最佳分束比,其理论值为78.9/21.1;在假定部分偏振分束器的分束比误差为±2%时,分析了入射光偏振测量误差随入射光偏振角的变化情况,求解了偏振分束组件中1/2波片及1/4波片的安装角度误差对入射光偏振探测精度的影响。理论分析表明,为满足±2%的偏振测量精度需求,部分偏振分束器的分束比误差应控制在±0.5%,1/2波片的安装角度误差应控制在±0.5°。1/4波片的安装角度误差在±2°时,对偏振测量精度的影响可被忽略。

关键词：测量偏振传输矩阵 Mueller矩阵测量误差

CO_2反演中卫星数据的云污染处理方法研究

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光学学报 2015年第8期35卷 1-9页

作者：江新华王先华叶函函卜婷婷桑浩易维宁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

在O2-A波段进行了温室气体卫星数据的云污染问题研究,并从光程的角度分析了散射对CO2反演的影响,提出了一种解决CO2反演中云污染问题的方法。对GOSAT L1B数据的处理结果显示晴空、有云、待定像素分别涵盖了83.58%、9.70%、6.72%的L2数据... 详细信息

在O2-A波段进行了温室气体卫星数据的云污染问题研究,并从光程的角度分析了散射对CO2反演的影响,提出了一种解决CO2反演中云污染问题的方法。对GOSAT L1B数据的处理结果显示晴空、有云、待定像素分别涵盖了83.58%、9.70%、6.72%的L2数据;像素的CO2反演结果中,晴空、薄卷云像素的结果与L2保持较高一致,其余像素的结果普遍低于L2结果。O2-A波段云检测有其优势但仍存在一定的局限性,如对薄卷云识别的准确性不足等,而光程法散射校正能有效改善薄卷云散射导致的CO2反演误差,可作为云检测的一个有效补充,两者结合是解决云污染问题的一种有前景的方法,同时在云检测中对薄卷云像素占多数的I类待定像素应予以更高重视。

关键词：大气光学全球变化温室气体云污染大气散射