可见到近红外太阳光谱辐射计的研制与相关数据分析
发布时间：2021-07-21 14:44
太阳辐射计是一种集光机电技术于一体,用来测量太阳辐射特性的仪器,主要应用于空气污染监测、大气光学参数探测和气象科学研究中。可见到近红外太阳光谱辐射计在保证对目标进行准确跟踪的基础上,可以测量得到仪器工作范围内分辨率为0.36nm的连续精细光谱,通过对目标光谱数据进行反演和计算可以得到整层大气透过率等大气辐射传输信息。为了研制一台既可以满足自身科研需求,又可以在未来面向用户的太阳辐射计,本文对仪器的数据探测系统、光电成像系统、伺服控制系统和机械传动系统进行了分析研究,并该仪器的测量结果与POM-2辐射计的测量结果和MODTRAN辐射传输软件的计算结果分别进行对比分析,验证了仪器设计的可靠性。本文研究内容主要包括以下几个部分:（1）在对数据探测系统进行集成化设计的基础上,分析了数据探测系统的结构和基本特性。考虑到光栅多级衍射对测量数据的影响,介绍了滤光片的选取方法。研究了光纤弯曲损耗对测量结果的影响,并在结构方面采取了相应的改进措施。（2）对光电成像系统进行了介绍,分析了成像系统的基本参数,对实时去雾和改进的质心提取算法进行了介绍和分析。将实时去雾算法应用到辐射计图像处理当中,可以扩展辐射...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?２大气层内外太阳光谱能量分布??１．２?整层大气透过率的测量计算方法，??
于野外实验。ＤＴＦ－３采用四象限探测器跟踪太阳，仪器性能与同期国外的同类产??品相当。李建玉等研制的ＤＴＦ－５型新型便携式自动太阳辐射计可以实现太阳辐??照度、环境温度和加热温度的实时测量［２４］。图１．３是文中介绍的几种典型太阳辐??射计的实物图。????ｊ｜??曰本?ＰＲＥＤＥ?美国?ＭＩＣＲＯＴＯＰＳ?ＩＩ?一??图１．?３典型太阳辐射计实物图??以上主要介绍了国内外太阳辐射计的发展历程，经过国内外研究人员一个??多世纪的辛勤研宄和探索，我们可喜的看到太阳辐射计正朝着测量精度高、功??能完善、数据准确的方向不断前进。表１．１对国内外具有代表性的太阳辐射计进??行了总结，给出了它们的光学指标、研制单位以及应用范围。????表１．１典型太阳辐射计的光学指标?????太阳辐射计?通道数量?测量范围?ＦＷＭＨ?Ｆ０Ｖ??（ｎｍ）?（ｎｍ）?．（）??ＭＩＣＲＯＴＯＰＳ?ＩＩ?５?４４０，?５００，?７８０，?９３６，?１０２０?１０?１??１５??
量精度高的要求，另一方面小型光纤光谱仪有着稳定可靠、性价比高、功耗小??和实时直观等特点［５５ｊ。本文主要对色散式光谱仪中的光栅光谱仪进行介绍，光??栅色散型光谱仪主要结构如图２．２表示，主要包括照明系统、分光系统和接收系??统［５６］。??狭缝?ｍ?Ｍｍ?〇??ｍ?Ｕ?Ｕ??丨ｎ?丨无１丨探呼器??图２．?１光栅色散式光谱仪结构示意图??］．照明系统??照明系统中的光源本身可作为研宄对象，也可以作为辅助工具为其它研究??对象提供特定的光照环境。在太阳辖射计的研宄应用中，太阳本身作为照明系??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量[J]. 吴庆川,黄印博,谈图,曹振松,刘强,高晓明,饶瑞中. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[2]整层大气连续透过率的测量与标定方法[J]. 黄晟,靖旭,谭逢富,何枫,张巳龙,程知,侯再红. 中国激光. 2017(07)
[3]基于交叉式Czerny-Turner结构的光纤光栅解调光路设计及像差校正[J]. 吴晓蒙,李月强,李红,娄小平,祝连庆. 纳米技术与精密工程. 2016(03)
[4]利用CE318太阳光度计资料反演合肥气溶胶光学特性[J]. 牟福生,李昂,谢品华,王杨,徐晋,陈浩,张杰,吴丰成. 红外与激光工程. 2016(02)
[5]基于6S模型的大气透射率改进算法[J]. 尹宾宾,闫国兴,王琪洁,张勇. 现代测绘. 2015(05)
[6]双模式太阳跟踪器太阳质心提取算法[J]. 姜春霞,王灿进,陈娟. 中国激光. 2015(02)
[7]惯导平台下舰载光电设备舷角正交测距技术[J]. 李焱,张海波,张强,董宇星. 仪器仪表学报. 2014(01)
[8]可见-近红外波段太阳光谱辐照度仪的辐射定标方法研究[J]. 张艳娜,刘恩超,李新,郑小兵. 应用光学. 2014(01)
[9]通用大气辐射传输软件（CART）大气散射辐射计算精度验证[J]. 戴聪明,魏合理,陈秀红. 红外与激光工程. 2013(06)
[10]极地区域气溶胶地基遥感观测及分析[J]. 李东辉,李正强,卞良,李凯涛,李保生,顾行发,PODVIN Thierry. 遥感学报. 2013(03)
博士论文
[1]机载光电平台伺服系统稳定与跟踪控制技术的研究[D]. 谢瑞宏.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]紫外—真空紫外探测器定标技术研究[D]. 王锐.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[3]衍射光栅色散理论与光栅设计、制作和检验方法研究[D]. 巴音贺希格.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
[4]机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究[D]. 金光.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2001
硕士论文
[1]基于FPGA的UART接口协议转换模块设计[D]. 杨晶.哈尔滨工业大学 2014
[2]单模—多模—单模光纤结构的研究与应用[D]. 高麒麟.哈尔滨工程大学 2009
[3]基于ANSYS环境下的TI蜗杆建模分析与安装误差分析[D]. 邱晶.天津大学 2006
[4]小型光纤光谱仪的研究[D]. 王宇.天津大学 2006
[5]编码器测速方法的研究[D]. 赵岩.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003
本文编号：3295223
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?２大气层内外太阳光谱能量分布??１．２?整层大气透过率的测量计算方法，??
于野外实验。ＤＴＦ－３采用四象限探测器跟踪太阳，仪器性能与同期国外的同类产??品相当。李建玉等研制的ＤＴＦ－５型新型便携式自动太阳辐射计可以实现太阳辐??照度、环境温度和加热温度的实时测量［２４］。图１．３是文中介绍的几种典型太阳辐??射计的实物图。????ｊ｜??曰本?ＰＲＥＤＥ?美国?ＭＩＣＲＯＴＯＰＳ?ＩＩ?一??图１．?３典型太阳辐射计实物图??以上主要介绍了国内外太阳辐射计的发展历程，经过国内外研究人员一个??多世纪的辛勤研宄和探索，我们可喜的看到太阳辐射计正朝着测量精度高、功??能完善、数据准确的方向不断前进。表１．１对国内外具有代表性的太阳辐射计进??行了总结，给出了它们的光学指标、研制单位以及应用范围。????表１．１典型太阳辐射计的光学指标?????太阳辐射计?通道数量?测量范围?ＦＷＭＨ?Ｆ０Ｖ??（ｎｍ）?（ｎｍ）?．（）??ＭＩＣＲＯＴＯＰＳ?ＩＩ?５?４４０，?５００，?７８０，?９３６，?１０２０?１０?１??１５??
量精度高的要求，另一方面小型光纤光谱仪有着稳定可靠、性价比高、功耗小??和实时直观等特点［５５ｊ。本文主要对色散式光谱仪中的光栅光谱仪进行介绍，光??栅色散型光谱仪主要结构如图２．２表示，主要包括照明系统、分光系统和接收系??统［５６］。??狭缝?ｍ?Ｍｍ?〇??ｍ?Ｕ?Ｕ??丨ｎ?丨无１丨探呼器??图２．?１光栅色散式光谱仪结构示意图??］．照明系统??照明系统中的光源本身可作为研宄对象，也可以作为辅助工具为其它研究??对象提供特定的光照环境。在太阳辖射计的研宄应用中，太阳本身作为照明系??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量[J]. 吴庆川,黄印博,谈图,曹振松,刘强,高晓明,饶瑞中. 光谱学与光谱分析. 2017(06)
[2]整层大气连续透过率的测量与标定方法[J]. 黄晟,靖旭,谭逢富,何枫,张巳龙,程知,侯再红. 中国激光. 2017(07)
[3]基于交叉式Czerny-Turner结构的光纤光栅解调光路设计及像差校正[J]. 吴晓蒙,李月强,李红,娄小平,祝连庆. 纳米技术与精密工程. 2016(03)
[4]利用CE318太阳光度计资料反演合肥气溶胶光学特性[J]. 牟福生,李昂,谢品华,王杨,徐晋,陈浩,张杰,吴丰成. 红外与激光工程. 2016(02)
[5]基于6S模型的大气透射率改进算法[J]. 尹宾宾,闫国兴,王琪洁,张勇. 现代测绘. 2015(05)
[6]双模式太阳跟踪器太阳质心提取算法[J]. 姜春霞,王灿进,陈娟. 中国激光. 2015(02)
[7]惯导平台下舰载光电设备舷角正交测距技术[J]. 李焱,张海波,张强,董宇星. 仪器仪表学报. 2014(01)
[8]可见-近红外波段太阳光谱辐照度仪的辐射定标方法研究[J]. 张艳娜,刘恩超,李新,郑小兵. 应用光学. 2014(01)
[9]通用大气辐射传输软件（CART）大气散射辐射计算精度验证[J]. 戴聪明,魏合理,陈秀红. 红外与激光工程. 2013(06)
[10]极地区域气溶胶地基遥感观测及分析[J]. 李东辉,李正强,卞良,李凯涛,李保生,顾行发,PODVIN Thierry. 遥感学报. 2013(03)
博士论文
[1]机载光电平台伺服系统稳定与跟踪控制技术的研究[D]. 谢瑞宏.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]紫外—真空紫外探测器定标技术研究[D]. 王锐.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[3]衍射光栅色散理论与光栅设计、制作和检验方法研究[D]. 巴音贺希格.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
[4]机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究[D]. 金光.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2001
硕士论文
[1]基于FPGA的UART接口协议转换模块设计[D]. 杨晶.哈尔滨工业大学 2014
[2]单模—多模—单模光纤结构的研究与应用[D]. 高麒麟.哈尔滨工程大学 2009
[3]基于ANSYS环境下的TI蜗杆建模分析与安装误差分析[D]. 邱晶.天津大学 2006
[4]小型光纤光谱仪的研究[D]. 王宇.天津大学 2006
[5]编码器测速方法的研究[D]. 赵岩.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003
本文编号：3295223
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