地球静止轨道大动态范围信息获取技术研究

发布时间：2017-04-07 23:17

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【摘要】：地球静止轨道卫星遥感探测因具有对中小尺度目标的近实时探测能力、对重点事件的快速响应能力等优势成为遥感探测领域的重要发展方向[1]。随着遥感关键技术的不断发展,静止轨道卫星载荷向着高时间分辨率、高空间分辨率、大探测幅宽、高探测灵敏度的方向发展,同时也对遥感卫星成像系统可探测动态范围提出的更高的需求。基于以上背景,本文重点开展基于面阵凝视成像及线列扫描成像系统的大动态范围信息获取技术研究,主要内容包括以下几个方面:(1)根据太阳-大气-地物辐射模型,对静止轨道入瞳处特定目标、特定波段下的目标辐射亮度进行分析,考虑不同太阳反照率,不同天顶角及不同大气条件对目标辐照度的影响。(2)针对地球静止轨道高灵敏度探测中无法单次获得大动态范围图像的问题,利用其高时间分辨率特点,提出了针对面阵凝视的多次参数探测和线列扫描的双列探测器探测的信息获取方法,实现了面阵动态范围达152.6d B,线列动态范围达140d B的系统验证。(3)针对多次多参数获取的大动态范围数据处理问题,提出了一种基于遥感探测的多参数曝光融合算法,实现了图像显示的大动态范围融合和基于位深增加的多参数曝光融合,融合后的数据位深可达26位,动态范围达152.6d B。(4)针对于地球静止轨道可见通道遥感相机大动态范围的获取问题,设计了一套大动态范围可见光成像原理样机,实现了100%地球反照至9.9等星范围的信息获取,系统动态范围达129.7d B。
【关键词】：静止轨道 动态范围 低噪声 面阵凝视 线列扫描
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P407
【目录】：

• 致谢4-5
• 中文摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-35
• 1.1 课题研究背景及意义15-17
• 1.2 地球静止轨道成像概述17-21
• 1.2.1 静止轨道遥感载荷发展历程17-19
• 1.2.2 地球静止轨道扫描及凝视遥感成像系统19-21
• 1.3 遥感相机动态范围研究现状21-32
• 1.3.1 遥感卫星探测动态范围现状21-25
• 1.3.2 地面商业相机动态范围发展现状25-26
• 1.3.3 在研的大动态范围图像获取方法26-32
• 1.4 课题研究内容及论文章节安排32-35
• 1.4.1 论文研究内容安排32-33
• 1.4.2 论文创新点33-35
• 2 静止轨道目标动态范围研究35-48
• 2.1 静止轨道目标辐射亮度范围研究35-45
• 2.1.1 辐射相关概念35
• 2.1.2 太阳-大气-地物辐射系统35-37
• 2.1.3 卫星入瞳处辐射亮度仿真37-45
• 2.2 系统动态范围概念45-46
• 2.3 本章小结46-48
• 3 大动态范围信息获取关键技术48-94
• 3.1 系统信息获取概述48-49
• 3.2 大动态范围信息获取关键技术49-93
• 3.2.1 多参数曝光大动态范围成像50-56
• 3.2.2 低噪声电子学系统研究56-78
• 3.2.3 大动态范围图像融合方法78-93
• 3.3 本章小结93-94
• 4 验证样机系统设计94-111
• 4.1 512 × 512 可见光面阵验证样机94-107
• 4.1.1 总体方案94-97
• 4.1.2 电子学信息获取系统97-107
• 4.2 256 × 2 红外线列原理样机107-110
• 4.2.1 总体方案107-109
• 4.2.2 电子学信息获取系统109-110
• 4.3 本章小结110-111
• 5 系统大动态范围成像验证111-135
• 5.1 大动态范围图像获取实验111-120
• 5.1.1 面阵系统大动态范围成像实验111-114
• 5.1.2 线列系统大动态范围成像实验114-120
• 5.2 大动态范围系统恒星目标探测120-129
• 5.3 大动态范围系统夜视目标成像129-133
• 5.4 本章小结133-135
• 6 结论及展望135-137
• 6.1 论文主要内容与结论135-136
• 6.2 论文不足及展望136-137
• 参考文献137-142
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果142

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王淦泉;;风云四号气象卫星多通道扫描成像辐射计[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

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本文编号：291554