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高分五号卫星大气主要温室气体监测仪优化设计及数据分析 被引量：7
1
作者 熊伟 《上海航天》 CSCD 2019年第S2期168-173,共6页
大气主要温室气体监测仪(GMI)作为高分五号卫星有效载荷之一,其主要作用是对CO2和CH4全球浓度分布变化进行定量监测,为温室气体的源汇分析提供数据支持。该载荷基于新型空间外差静态干涉技术,实现高信噪比下温室气体指纹区光谱超分辨精... 大气主要温室气体监测仪(GMI)作为高分五号卫星有效载荷之一,其主要作用是对CO2和CH4全球浓度分布变化进行定量监测,为温室气体的源汇分析提供数据支持。该载荷基于新型空间外差静态干涉技术,实现高信噪比下温室气体指纹区光谱超分辨精细探测。首先总体介绍了大气主要温室气体监测仪工作原理和探测方案,其中非对称一体化胶合干涉仪设计在保证了结构稳定且小型化和轻量化同时,有效提升了光谱分辨率。在当前窄带滤光片加工水平基础上,通过干涉仪胶合零频控制和光学系统优化设计,实现了系统杂散光抑制和光谱范围的最大化利用。最后对载荷在轨实测数据进行了分析,结果表明:载荷在轨性能参数与地面测试一致性良好,为温室气体浓度高精度探测奠定基础。 展开更多
关键词 高分五号卫星 温室气体 空间外差光谱技术 光谱分辨率
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高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱仪臭氧总量反演方法研究 被引量：8
2
作者 闫欢欢 王维和 张兴赢 《上海航天》 CSCD 2019年第S2期200-204,210,共6页
大气中臭氧具有活跃的化学反应特性和较强的辐射特性,可直接影响全球气候变化和人类生活环境。因此,获得高时空分辨率高精度的臭氧柱总量信息十分重要。作为我国第一颗紫外可见光波段的高光谱载荷,高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱... 大气中臭氧具有活跃的化学反应特性和较强的辐射特性,可直接影响全球气候变化和人类生活环境。因此,获得高时空分辨率高精度的臭氧柱总量信息十分重要。作为我国第一颗紫外可见光波段的高光谱载荷,高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱仪(GF-5/EMI)通过探测地球大气或表面反射、散射的紫外辐射来解析臭氧总量的分布和变化。利用GF-5/EMI UV-2通道观测数据,采用TOMS-V7算法反演获得GF-5/EMI大气臭氧总量,并将反演结果与国际同类载荷AURA/OMI臭氧总量结果进行比较分析,评判GF-5/EMI在全球臭氧气候变化监测方面的能力。结果表明:GF-5/EMI数据质量较好,能够完整反演出全球臭氧总量分布特征,特别是对于南极臭氧消耗严重的地区以及青藏高原、安第斯山脉等臭氧低值地区也能很好反映出实际的臭氧分布特征,GF-5/EMI臭氧总量反演精度能够满足气候环境产品的应用需求。与当前受行异常(row anomaly)影响严重的AURA/OMI载荷相比,GF-5/EMI全视场像元可用性有明显的优势。定量的检验也表明GF-5/EMI臭氧总量反演精度与AURA/OMI同类产品相当,表明GF-5/EMI与国际同类仪器的水平相当。 展开更多
关键词 高分五号卫星 大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI) 臭氧 TOMS-V7算法
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基于MODTRAN模型对高分五号卫星断层逸出气体探测能力的辐射模拟 被引量：1
3
作者 孙珂 单新建 +1 位作者 申旭辉 孙林 《地震》 CSCD 北大核心 2017年第2期32-46,共15页
地下流体监测数据和地表断层调查都显示构造活动强烈期和大地震前后活动断裂带会伴有大量气体逸出。中国即将发射的高分五号(GF-5)卫星搭载的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪及全谱段光谱成像仪两个传感器,主要以大气气体的探测为应... 地下流体监测数据和地表断层调查都显示构造活动强烈期和大地震前后活动断裂带会伴有大量气体逸出。中国即将发射的高分五号(GF-5)卫星搭载的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪及全谱段光谱成像仪两个传感器,主要以大气气体的探测为应用目标。本文基于两个传感器的参数设置,使用大气辐射传输模型,对断层逸出气体中的水汽、CH_4和CO_2三种气体在大气中的含量变化对卫星传感器的辐射影响进行了仿真模拟,分析了两个传感器对水汽、CH_4和CO_2气体异常的探测能力。结果表明,GF-5卫星两个红外传感器特定的光谱通道对大气水汽、CH_4和CO_2气体异常变化均有不同程度的敏感性,可以期待发展具有较高精度的相关气体遥感反演模型,用于地震的监测及预测。 展开更多
关键词 断层逸出气体 高分五号卫星 辐射模拟 探测能力
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一种适用于高分五号全谱段光谱成像仪影像的云检测算法 被引量：3
4
作者 葛曙乐 董胜越 +2 位作者 孙根云 杜永明 林滢 《上海航天》 CSCD 2019年第S2期205-210,共6页
云的存在严重制约了遥感影像的处理和应用。通过分析云和典型地物的光谱特性差异,结合高分五号卫星全谱段光谱成像仪(VIMI)的波段设置,提出一种适用于高分五号卫星全谱段光谱成像仪的云检测算法。依照地物光谱特性的差异分别检测出厚云... 云的存在严重制约了遥感影像的处理和应用。通过分析云和典型地物的光谱特性差异,结合高分五号卫星全谱段光谱成像仪(VIMI)的波段设置,提出一种适用于高分五号卫星全谱段光谱成像仪的云检测算法。依照地物光谱特性的差异分别检测出厚云区域和薄云区域,两者合并得到初步云掩膜,通过比率判别和雪指数去除其中的高亮岩石和冰雪,得到最终的云掩膜。实验结果表明:该云检测算法可以取得较好的检测效果,准确率可达90%以上,并且运行效率较高。 展开更多
关键词 云检测 高分五号卫星 全谱段光谱成像仪(VIMI)
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星载超光谱大气主要温室气体监测仪载荷 被引量：9
5
作者 熊伟 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第3期14-24,共11页
"高分五号"卫星是中国高分重大专项中第一颗高光谱分辨率卫星,共搭载有六台有效载荷,其中大气主要温室气体监测仪是实现CO_2、CH_4等温室气体探测的超光谱专用载荷。该载荷采用新型空间外差光谱技术原理,具有无运动部件分光... "高分五号"卫星是中国高分重大专项中第一颗高光谱分辨率卫星,共搭载有六台有效载荷,其中大气主要温室气体监测仪是实现CO_2、CH_4等温室气体探测的超光谱专用载荷。该载荷采用新型空间外差光谱技术原理,具有无运动部件分光、超光谱、光通量大等技术特色,是国际上首次实现基于该技术体制研制的温室气体载荷,且完全依托中国现有基础进行自主研制。文章主要介绍了大气主要温室气体监测仪探测原理及方案、在轨工作模式设计,研制过程中突破的一体化干涉仪胶合、星上定标、海洋耀斑观测等多项关键技术。阐述了载荷地面定标及性能验证等工作,对定标及测试数据进行了分析,结果表明该载荷性能已到达了国际同类载荷的先进水平。文章最后还对温室气体后续探测载荷发展提出了一些具体建议。 展开更多
关键词 温室气体 空间外差光谱技术 超光谱 外差干涉仪 “高分五号”卫星
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星载大气痕量气体差分吸收光谱仪设计及标定技术 被引量：8
6
作者 周海金 赵敏杰 +3 位作者 江宇 黄书华 薛辉 司福祺 《上海航天》 CSCD 2019年第S2期155-161,共7页
高分五号卫星是我国首颗高光谱综合观测卫星,其上搭载了我国自主研制的大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI),获取紫外至可见谱段的高光谱辐射信息,可用于定量监测二氧化氮、二氧化硫、臭氧等污染气体的全球/区域分布和变化,是我国首台实现... 高分五号卫星是我国首颗高光谱综合观测卫星,其上搭载了我国自主研制的大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI),获取紫外至可见谱段的高光谱辐射信息,可用于定量监测二氧化氮、二氧化硫、臭氧等污染气体的全球/区域分布和变化,是我国首台实现大气污染气体探测的星载高光谱载荷。载荷发射后进入在轨测试阶段。待测试完成后,将正式交付用户,进入业务化应用阶段。主要介绍EMI载荷的测量原理、设计方案,总结了在轨信噪比、光谱分辨率、光谱定标精度和辐射定标精度等关键指标,并展示EMI载荷测量的全球NO2、O3分布。测试结果表明,EMI载荷在轨工作状态良好,光谱数据精度高,可应用于全球污染气体产品反演。后续业务化应用可有力支撑大气污染防治、全球气候变化管理等用户需求。 展开更多
关键词 高分五号卫星 大气痕量气体差分吸收光谱仪 在轨测试 污染气体全球分布 高光谱观测
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大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪关键技术 被引量：1
7
作者 侯立周 徐彭梅 +1 位作者 张玉贵 李立金 《上海航天》 CSCD 2019年第S2期117-125,共9页
搭载于高分五号卫星的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪(AIUS)是我国第一台太阳掩星红外光谱仪载荷,它具有在轨自主跟踪太阳功能,可以在750~4 160cm-1(2.4~13.3μm)光谱范围内以高达0.03cm-1的光谱分辨率测量大气层8~100km不同高度的... 搭载于高分五号卫星的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪(AIUS)是我国第一台太阳掩星红外光谱仪载荷,它具有在轨自主跟踪太阳功能,可以在750~4 160cm-1(2.4~13.3μm)光谱范围内以高达0.03cm-1的光谱分辨率测量大气层8~100km不同高度的切向透过率光谱,进而根据透射光谱的大气特征吸收情况,能反演出40多种大气痕量气体或污染气体的分布廓线信息,为大气科学研究、环境保护、数值气象预报等应用提供重要数据。保证探测仪实现高分辨率太阳掩星探测的最关键技术是甚高光谱分辨率傅里叶变换光谱探测技术和太阳跟踪系统技术,本文以这2个关键技术的突破为重点,回顾了探测仪系统的设计、试验与验证情况,同时也对在轨测试情况和初步反演结果进行了说明。 展开更多
关键词 傅里叶变换光谱仪 太阳掩星 太阳跟踪 痕量气体 高分五号卫星
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基于GF-5卫星遥感数据的大气CO_(2)快速反演方法 被引量：1
8
作者 孙志强 王先华 +5 位作者 叶函函 李超 安源 孙二昌 吴时超 施海亮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期273-282,共10页
以高分五号卫星(GF-5)搭载的大气温室气体监测仪(GMI)的观测数据为研究对象,设计一种大气CO_(2)快速反演算法,在物理反演算法框架基础上,利用逐线积分法构建适用GMI的气体吸收截面查找表,加速气体吸收光学厚度计算,并通过构建气溶胶光... 以高分五号卫星(GF-5)搭载的大气温室气体监测仪(GMI)的观测数据为研究对象,设计一种大气CO_(2)快速反演算法,在物理反演算法框架基础上,利用逐线积分法构建适用GMI的气体吸收截面查找表,加速气体吸收光学厚度计算,并通过构建气溶胶光学厚度参数查找表,拟合计算气溶胶光学厚度廓线,从而实现大气CO_(2)快速反演。在此基础上,利用两年的GMI数据验证所提反演算法,并与全球总碳柱观测网(TCCON)站点观测结果进行对比。结果表明,所提出的加速算法与原始算法反演所得的大气CO_(2)柱浓度之间的平均绝对误差为0.75×10^(-6),相关性达到85.5%,与TCCON站点之间平均绝对误差为3.01×10^(-6),满足1%的反演精度要求,在计算效率上,加速算法减少80%以上的计算时间。 展开更多
关键词 大气光学 高分五号卫星气体检测仪 XCO_(2) 快速反演算法 气体吸收截面 气溶胶光学厚度 查找表
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