同平台偏振交叉定标关键技术研究
发布时间：2021-11-10 11:40
气溶胶通过与太阳辐射的相互在作用而对全球气候变化和环境的影响受到越来越密切的关注。然而,人们对气溶胶在大气中的分布状态及其微物理特性等方面的信息获取手段仍较有限。因此,开展高精度大气气溶胶空间探测任务的需求是迫切的。同平台偏振仪器的协同观测是大气气溶胶高精度空间探测的未来发展方向之一,通过合理使用两种或两种以上的偏振遥感器或不同的偏振探测方式的协同工作可以获取高精度的气溶胶综合特性参数,这对于大气气溶胶的综合特性参数的高精度反演具有重要的意义。本论文开展了同平台偏振交叉定标关键技术研究,主要包括同平台偏振仪器POSP和SIPC交叉定标模型建立、交叉定标航飞实验的开展和结果验证以及交叉定标传递不确定度的评估等内容。POSP和SIPC搭载在同一平台上组成同平台偏振仪器。其中,POSP配备了星上定标系统,可以提供高精度的大气或地球表面辐射偏振测量数据,而SIPC未配置星上定标系统。为了保证并提高SIPC的偏振测量精度,本文开展了同平台偏振仪器POSP到SIPC的绝对辐射定标系数和不同光路相对增益系数的交叉定标研究,实现了高精度的POSP偏振探测数据到SIPC的定标传递,并根据航飞实验得到了交...
【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】：120 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２所示它利用一个转??°
?第１章绪论???偏振扫描辐射计（ＲＳＰ）是由美国ＮＡＳＡ研制的ＡＰＳ／Ｇｌｏｒｙ载荷的航空版，用??于提供来自飞机的高精确的偏振辐射测量数据，其结构示意图如图１．１所示％］［｜７］。??ＲＳＰ采用的是一种分振幅和分孔径相结合的同时偏振测量技术，可在光谱波段为??４１０－２２５０ｎｍ的范围内准确测量目标线偏振度（ＤｏＬＰ）和线偏振角（ＡｏＬＰ），偏??振测量精度可达〇．２％［５扎??ｍ＾ｒ?Ｉ??图Ｕ?ＲＳＰ结构示意图??机载多角度多光谱偏振成像议（ＡｉｒＭＳＰＩ）是一种推扫偏振相机，它安装在??ＮＡＳＡ的高空ＥＲ－２飞机的前端飞行，安装照片如图１．２所示它利用一个转??轮在星下点附近±６７°之间的范围内来回移动获取多角度观测值，在紫外（ＵＶ）??和可见－近红外（ＶＮＩＲ）中的八个光谱带中采集图像。ＡｉｒＭＳＰＩ是基于光弹性调??制器的偏振成像技术，除了能够探测目标光谱强度外，还可以精确测量目标的线??偏振度和偏振角。其中，有３个光谱通道用来实现偏振探测，中心波长集中在??４７０，６６０和８６５ｎｍ；另外还具有５个非偏振通道，中心波长集中在３５５，３８０，??４４５，５５５和９３５ｎｍ。使用ＡｉｒＭＳＰＩ对ＵＶ波段和目标线偏振度的测量来增强对??气溶胶吸收、层高和微物理特性的灵敏度。在正常扫描模式下，转轮来回移动，??从而实现对云和气溶胶更广泛的空间覆盖。??‘?一?一?一?—??图１．２安装在ＥＲ－２上的ＡｉｒＭＳＰＩ仪器??４??
?第１章绪论???机载超角彩虹偏振仪（ＡｉｒＨＡＲＰ）的设计侧重于在不同光谱范围内的多角度??偏振测量，光谱波段中心波长集中在４４０、５５０、６７０和８６５ｎｍ。ＡｉｒＨＡＲＰ有效载??荷是一种超广角成像偏振计，它可以从多个视角、四个波长和三个偏振角度同时??对地球进行偏振探测。它是由马里兰大学地球和空间研究所在地球系统和技术联??合中心和美国航天局戈达德空间飞行中心的支持下开发和建造的，目的是为了测??量大气空间中的气溶胶和云粒子的物理特性［７９］［８Ｇ］。ＡｉｒＨＡＲＰ偏振计没有转动部??件，它是基于改进的菲利普棱镜设计来进行三个角度的同时偏振测量，ＡｉｒＨＡＲＰ??的示意图如图１．３所示??图１．３?ＡｉｒＨＡＲＰ示意图??ＡｉｒＳＰＥＸ是由荷兰空间研宄中心（ＳＲＯＮ）研制的用于行星探测的光谱偏振??计，它采用光谱调制技术，可在光谱波段为４００－７６０?ｒｍｉ的范围内准确测量线偏??振度（ＤｏＬＰ）和线性偏振角（ＡｏＬＰ），光谱分辨率为７－２０ｎｍ，其结构示意图和??实物如图１．４所示胃７８】。ＡｉｒＳＰＥＸ以±５６°之间的９个固定视角进行多角度测量。??在每个视角下，该仪器的瞬时视场（ＩＦＯＶ）为６°?（横向）ｘｌ．〇°?（沿轨迹），有效??的地面像素角度大小为０．２°?（横向）ｘ?１．０°?（沿轨迹）。ＡｉｒＳＰＥＸ使用单个ＣＣＤ传??感器以每ＣＣＤ图像１．７５秒的采样率同时获取所有九个视角的调制光谱。??ａ）?ＲＭＰ—??酸＿??图１．４?ａ）?ＡｉｒＳＰＥＸ结构示意图，ｂ）?ＡｉｒＳＰＥＸ实物图??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]同航空平台双偏振仪器间的视场匹配方法[J]. 雷雪枫,朱双双,刘振海,李朕阳,陶菲,洪津. 光学学报. 2020(13)
[2]星载红外探测器组件环境适应性分析与性能优选[J]. 朱双双,吴洋,邹鹏,崔珊珊,胡强,刘振海,裘桢炜,洪津. 红外与激光工程. 2020(02)
[3]偏振扫描仪偏振探测实验与结果分析[J]. 朱双双,杨洪春,李朕阳,雷雪枫,邹鹏,刘振海,洪津. 光学学报. 2019(11)
[4]星载偏振扫描仪星上偏振定标器[J]. 杨洪春,洪津,邹鹏,宋茂新,杨本永,刘振海. 光学学报. 2019(09)
[5]GF-5卫星多角度偏振成像仪在轨偏振定标[J]. 李照洲,伽丽丽,谢一凇,朱思峰,李正强,潘志强. 大气与环境光学学报. 2019(01)
[6]星载偏振扫描仪的星上偏振定标方法[J]. 杨洪春,杨本永,宋茂新,邹鹏,孙晓兵,洪津. 中国激光. 2018(11)
[7]基于Bang-Bang和PID复合控制的红外探测器温控系统设计[J]. 朱双双,邹鹏,路美娜,张爱文,刘振海,裘桢炜,洪津. 红外技术. 2017(11)
[8]多光谱分孔径同时探测系统偏振定标方法[J]. 范慧敏,康晴,裘桢炜,袁银麟,洪津. 光学学报. 2017(02)
[9]云与气溶胶光学遥感仪器发展现状及趋势[J]. 张军强,薛闯,高志良,颜昌翔. 中国光学. 2015(05)
[10]扩展多波长偏振测量的太阳—天空辐射计观测网[J]. 李正强,李东辉,李凯涛,许华,陈兴峰,陈澄,谢一凇,李莉,李雷,李伟,吕阳,伽丽丽,张莹,顾行发. 遥感学报. 2015(03)
博士论文
[1]大气颗粒物监测仪在轨定标研究[D]. 杨洪春.中国科学技术大学 2019
[2]偏振遥感器实验室系统级辐射与偏振定标方法研究[D]. 康晴.中国科学技术大学 2018
[3]多角度偏振成像仪实验室全视场偏振定标[D]. 钱鸿鹄.中国科学技术大学 2017
[4]基于多光谱多角度偏振测量的大气气溶胶反演研究[D]. 吴良海.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]三分束同时成像偏振相机预处理方法研究[D]. 黄文娟.中国科学技术大学 2016
本文编号：3487175
【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】：120 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２所示它利用一个转??°
?第１章绪论???偏振扫描辐射计（ＲＳＰ）是由美国ＮＡＳＡ研制的ＡＰＳ／Ｇｌｏｒｙ载荷的航空版，用??于提供来自飞机的高精确的偏振辐射测量数据，其结构示意图如图１．１所示％］［｜７］。??ＲＳＰ采用的是一种分振幅和分孔径相结合的同时偏振测量技术，可在光谱波段为??４１０－２２５０ｎｍ的范围内准确测量目标线偏振度（ＤｏＬＰ）和线偏振角（ＡｏＬＰ），偏??振测量精度可达〇．２％［５扎??ｍ＾ｒ?Ｉ??图Ｕ?ＲＳＰ结构示意图??机载多角度多光谱偏振成像议（ＡｉｒＭＳＰＩ）是一种推扫偏振相机，它安装在??ＮＡＳＡ的高空ＥＲ－２飞机的前端飞行，安装照片如图１．２所示它利用一个转??轮在星下点附近±６７°之间的范围内来回移动获取多角度观测值，在紫外（ＵＶ）??和可见－近红外（ＶＮＩＲ）中的八个光谱带中采集图像。ＡｉｒＭＳＰＩ是基于光弹性调??制器的偏振成像技术，除了能够探测目标光谱强度外，还可以精确测量目标的线??偏振度和偏振角。其中，有３个光谱通道用来实现偏振探测，中心波长集中在??４７０，６６０和８６５ｎｍ；另外还具有５个非偏振通道，中心波长集中在３５５，３８０，??４４５，５５５和９３５ｎｍ。使用ＡｉｒＭＳＰＩ对ＵＶ波段和目标线偏振度的测量来增强对??气溶胶吸收、层高和微物理特性的灵敏度。在正常扫描模式下，转轮来回移动，??从而实现对云和气溶胶更广泛的空间覆盖。??‘?一?一?一?—??图１．２安装在ＥＲ－２上的ＡｉｒＭＳＰＩ仪器??４??
?第１章绪论???机载超角彩虹偏振仪（ＡｉｒＨＡＲＰ）的设计侧重于在不同光谱范围内的多角度??偏振测量，光谱波段中心波长集中在４４０、５５０、６７０和８６５ｎｍ。ＡｉｒＨＡＲＰ有效载??荷是一种超广角成像偏振计，它可以从多个视角、四个波长和三个偏振角度同时??对地球进行偏振探测。它是由马里兰大学地球和空间研究所在地球系统和技术联??合中心和美国航天局戈达德空间飞行中心的支持下开发和建造的，目的是为了测??量大气空间中的气溶胶和云粒子的物理特性［７９］［８Ｇ］。ＡｉｒＨＡＲＰ偏振计没有转动部??件，它是基于改进的菲利普棱镜设计来进行三个角度的同时偏振测量，ＡｉｒＨＡＲＰ??的示意图如图１．３所示??图１．３?ＡｉｒＨＡＲＰ示意图??ＡｉｒＳＰＥＸ是由荷兰空间研宄中心（ＳＲＯＮ）研制的用于行星探测的光谱偏振??计，它采用光谱调制技术，可在光谱波段为４００－７６０?ｒｍｉ的范围内准确测量线偏??振度（ＤｏＬＰ）和线性偏振角（ＡｏＬＰ），光谱分辨率为７－２０ｎｍ，其结构示意图和??实物如图１．４所示胃７８】。ＡｉｒＳＰＥＸ以±５６°之间的９个固定视角进行多角度测量。??在每个视角下，该仪器的瞬时视场（ＩＦＯＶ）为６°?（横向）ｘｌ．〇°?（沿轨迹），有效??的地面像素角度大小为０．２°?（横向）ｘ?１．０°?（沿轨迹）。ＡｉｒＳＰＥＸ使用单个ＣＣＤ传??感器以每ＣＣＤ图像１．７５秒的采样率同时获取所有九个视角的调制光谱。??ａ）?ＲＭＰ—??酸＿??图１．４?ａ）?ＡｉｒＳＰＥＸ结构示意图，ｂ）?ＡｉｒＳＰＥＸ实物图??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]同航空平台双偏振仪器间的视场匹配方法[J]. 雷雪枫,朱双双,刘振海,李朕阳,陶菲,洪津. 光学学报. 2020(13)
[2]星载红外探测器组件环境适应性分析与性能优选[J]. 朱双双,吴洋,邹鹏,崔珊珊,胡强,刘振海,裘桢炜,洪津. 红外与激光工程. 2020(02)
[3]偏振扫描仪偏振探测实验与结果分析[J]. 朱双双,杨洪春,李朕阳,雷雪枫,邹鹏,刘振海,洪津. 光学学报. 2019(11)
[4]星载偏振扫描仪星上偏振定标器[J]. 杨洪春,洪津,邹鹏,宋茂新,杨本永,刘振海. 光学学报. 2019(09)
[5]GF-5卫星多角度偏振成像仪在轨偏振定标[J]. 李照洲,伽丽丽,谢一凇,朱思峰,李正强,潘志强. 大气与环境光学学报. 2019(01)
[6]星载偏振扫描仪的星上偏振定标方法[J]. 杨洪春,杨本永,宋茂新,邹鹏,孙晓兵,洪津. 中国激光. 2018(11)
[7]基于Bang-Bang和PID复合控制的红外探测器温控系统设计[J]. 朱双双,邹鹏,路美娜,张爱文,刘振海,裘桢炜,洪津. 红外技术. 2017(11)
[8]多光谱分孔径同时探测系统偏振定标方法[J]. 范慧敏,康晴,裘桢炜,袁银麟,洪津. 光学学报. 2017(02)
[9]云与气溶胶光学遥感仪器发展现状及趋势[J]. 张军强,薛闯,高志良,颜昌翔. 中国光学. 2015(05)
[10]扩展多波长偏振测量的太阳—天空辐射计观测网[J]. 李正强,李东辉,李凯涛,许华,陈兴峰,陈澄,谢一凇,李莉,李雷,李伟,吕阳,伽丽丽,张莹,顾行发. 遥感学报. 2015(03)
博士论文
[1]大气颗粒物监测仪在轨定标研究[D]. 杨洪春.中国科学技术大学 2019
[2]偏振遥感器实验室系统级辐射与偏振定标方法研究[D]. 康晴.中国科学技术大学 2018
[3]多角度偏振成像仪实验室全视场偏振定标[D]. 钱鸿鹄.中国科学技术大学 2017
[4]基于多光谱多角度偏振测量的大气气溶胶反演研究[D]. 吴良海.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]三分束同时成像偏振相机预处理方法研究[D]. 黄文娟.中国科学技术大学 2016
本文编号：3487175
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