基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨辐射定标方法 被引量：2

1

作者 徐伟伟 张超 +4 位作者 陈卓 张黎明 李鑫 司孝龙 杨宝云 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第1期98-107,共10页

针对场地辐射定标难以实现遥感器全动态范围自动化定标的问题,提出基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨定标方法,以“小”而“亮”的自动化点源作为参照目标,并以现场同步测量为主,辅以简化的辐射传输计算获取大气透过率与遥感器入瞳辐... 针对场地辐射定标难以实现遥感器全动态范围自动化定标的问题,提出基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨定标方法,以“小”而“亮”的自动化点源作为参照目标,并以现场同步测量为主,辅以简化的辐射传输计算获取大气透过率与遥感器入瞳辐亮度,根据多能级反射点源阵列设置与系统点扩散函数检测,线性回归法提取点源目标响应统计值,实现高分辨率光学遥感卫星在轨调制传递函数检测与全动态辐射定标。试验结果表明,基于反射点源阵列的在轨调制传递函数检测结果与刃边法差异优于5.0%,辐射定标结果与灰阶靶标法差异优于4.0%,不确定度优于3.0%,反射点源阵列法有望在全谱段范围内实现高分辨率光学遥感卫星的辐射与几何综合定标。 展开更多

关键词 辐射定标 反射点源阵列 点扩散函数/调制传递函数 大气透过率 航天遥感

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基于六轴机器人的BRDF绝对测量装置标校方法研究

2

作者 斯鹏飞 张黎明 +5 位作者 黄文薪 陈洪耀 李佳伟 张志远 杨宝云 王戟翔 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期707-719,共13页

高精度双向反射分布函数(BRDF)绝对测量装置可用于星上定标漫反射板等漫反射参照体BRDF的绝对测量,其转角的不确定度是整个装置不确定度的主要来源之一。通过对各部件几何位置的标校降低BRDF绝对测量装置转角的不确定度,可有效降低BRDF... 高精度双向反射分布函数(BRDF)绝对测量装置可用于星上定标漫反射板等漫反射参照体BRDF的绝对测量,其转角的不确定度是整个装置不确定度的主要来源之一。通过对各部件几何位置的标校降低BRDF绝对测量装置转角的不确定度,可有效降低BRDF绝对测量的不确定度,具有重要的意义。根据BRDF绝对测量装置的特点,以串联式六轴机器人为测量工具,以固定于中空分度盘的积分球光源出射的光束作为指示,开发了一整套BRDF绝对测量装置各部件几何位置的标校方法,最后基于镜反射实验验证了转角的精度优于0.05°,满足应用需求。该方法不仅测量精度高,而且大大简化了装调过程,实现了无接触式标校,为类似装置的标校提供了参考。 展开更多

关键词 几何光学 转角不确定度 六轴机器人 双向反射分布函数 标校

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光学遥感卫星杂散光扫描测试系统测控设计

3

作者 李俊麟 汪少林 +6 位作者 张黎明 司孝龙 马文佳 杨春燕 李鑫 刘辉 李阳 《航天器环境工程》 2017年第2期195-201,共7页

文章介绍了一种光学遥感卫星杂散光扫描测试系统,用于发射前整星条件下对光学载荷杂散光抑制能力的模拟、分析及验证测试。根据卫星的杂散光测试特点,对杂散光扫描测试系统进行了安全性、有序性、有效性、准确性、重现性、完整性和通信... 文章介绍了一种光学遥感卫星杂散光扫描测试系统,用于发射前整星条件下对光学载荷杂散光抑制能力的模拟、分析及验证测试。根据卫星的杂散光测试特点,对杂散光扫描测试系统进行了安全性、有序性、有效性、准确性、重现性、完整性和通信控制等测控设计,并推导了光束扫描子系统的控制方程。对杂散光扫描系统的控制准确性进行检测,结果表明:光束扫描位置精度优于10 mm,方位角精度优于0.2°,俯仰角精度优于0.1°。 展开更多

关键词 光学载荷 杂散光 太阳模拟器 机器人 暗室

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级联积分球辐射源角度均匀性研究

4

作者 查广平 吴浩宇 +1 位作者 李健军 袁银麟 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期481-487,共7页

为了设计和制造高角度均匀性的积分球辐射源,需要提供优化的设计参数。基于空腔的辐射传输理论,建立了基于级联积分球结构的发光单元光出射度分布的仿真模型,并获得了朗伯型发光单元安装位置和级联积分球辐射源角度均匀性之间的关系。... 为了设计和制造高角度均匀性的积分球辐射源,需要提供优化的设计参数。基于空腔的辐射传输理论,建立了基于级联积分球结构的发光单元光出射度分布的仿真模型,并获得了朗伯型发光单元安装位置和级联积分球辐射源角度均匀性之间的关系。仿真结果表明:理想情况下,采用2个朗伯型级联子球作为发光单元,对称安装在与级联积分球辐射源出光口法线方向成10°夹角位置时,通过球心与出光口法线方向成±20°夹角观测区域内的角度均匀性可以达到0.03%的水平。最后,通过实验测量级联子球在30°夹角位置时级联积分球辐射源的角度均匀性,发现实验结果与仿真结果接近一致。因此,通过优化发光单元的类型和安装位置,可以有效提升积分球辐射源的角度均匀性。 展开更多

关键词 积分球设计 角度均匀性 计算机仿真 反射辐亮度

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高空光谱辐亮度仪的光机设计与实验分析

5

作者 康祝海 李新 +2 位作者 刘恩超 张权 郑小兵 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期888-898,共11页

针对现阶段星载遥感器高精度定标的需求,研制了高空光谱辐亮度仪,可应用于辐亮度法替代定标,提升定标精度。该仪器光谱范围为400~2500 nm,搭载在高空气球平台上能够在18~35 km高空中直接对地测量反射辐亮度。该仪器光机系统主要由前置... 针对现阶段星载遥感器高精度定标的需求,研制了高空光谱辐亮度仪,可应用于辐亮度法替代定标,提升定标精度。该仪器光谱范围为400~2500 nm,搭载在高空气球平台上能够在18~35 km高空中直接对地测量反射辐亮度。该仪器光机系统主要由前置一体式镜筒、色散模块和光机温控模块组成。为了验证该高空光谱辐亮度仪的可靠性与测量数据的准确性,在青海大柴旦开展了该仪器与美国Spectra Vista公司SVC光谱仪的比对实验以及高空飞行实验。实验结果表明:在地面测量中两台仪器所测辐亮度具有良好的一致性,二者偏差普遍在±1%以内,最大偏差在±3.5%以内;在高空飞行实验中,研制的辐亮度仪在25 km高空中平稳飞行6 h,获得了高空测量辐亮度,各模块与探测器温度均稳定保持在设定值。实验结果验证了整个仪器的可靠性,表明所研制的辐亮度仪满足对卫星遥感器的高精度定标需求,适合于高空高精度测量。 展开更多

关键词 遥感 光机设计 辐亮度基法 高空

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海面目标高分辨率卫星成像仿真方法

6

作者 宋波 方薇 +3 位作者 杜丽丽 崔文煜 王涛 易维宁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期512-525,共14页

海洋目标高空间分辨率遥感成像仿真技术在海面目标探测识别等方面得到了广泛应用。舰船与海水流体交互作用在高分辨率下得以显现,对其产生的复杂流场辐射模拟是成像仿真的主要难点。重点研究了舰船航行过程中与海水交互产生的流场几何... 海洋目标高空间分辨率遥感成像仿真技术在海面目标探测识别等方面得到了广泛应用。舰船与海水流体交互作用在高分辨率下得以显现,对其产生的复杂流场辐射模拟是成像仿真的主要难点。重点研究了舰船航行过程中与海水交互产生的流场几何形态和物性变化,提出了与海面方向辐射特性的耦合作用模型及海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法。通过频谱分析的方法构建海面三维模型,使用计算流体力学的方法构造了船只航行流场的三维几何模型。根据海面组分分布的不同将其辐射特性与三维结构关联,构建了亚米级海洋场景三维辐射模型。通过辐射传输计算、场景内部多次反射模拟及大气影响和传感器效应仿真,最终得到观测条件下的卫星遥感图像。结果表明,将GF-6卫星全色波段实测图像与相同成像条件下的仿真图像对比,图像均值的误差为9.17%,标准差误差为9.21%,在平均灰度值、灰度分布、纹理细节等方面都具有较好的一致性,可以较真实地模拟高分辨率卫星成像下的海洋目标场景。 展开更多

关键词 高空间分辨率 海洋场景 舰船航行流场 三维辐射模型 遥感成像仿真

原文传递

基于振镜的准直光源功率稳定控制器 被引量：3

7

作者 肖岚 袁银麟 +3 位作者 翁建文 孟凡刚 康晴 李健军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期3189-3197,共9页

针对特殊准直光源的稳定性控制需求,提出一种基于振镜的激光功率稳定控制方法。将石英片与振镜连接固定,采用入射光角度与透过率的关系作为信号调节原理,当振镜带动石英片旋转时,对石英片透射的光信号大小进行调节。基于菲涅尔定律,开... 针对特殊准直光源的稳定性控制需求,提出一种基于振镜的激光功率稳定控制方法。将石英片与振镜连接固定,采用入射光角度与透过率的关系作为信号调节原理,当振镜带动石英片旋转时,对石英片透射的光信号大小进行调节。基于菲涅尔定律,开展平板玻璃旋转角度与透过率参数分析,论证旋转角度范围等参数,为实现光源的功率稳定提供输出参数支持。利用监视反馈探测器进行实时数据监测和反馈。通过PID算法,对监视探测器信号与参考调节功率对应电压的误差进行调制,实现对振镜输出角度的准确调节。采用该功率稳定器对He-Ne 632.8 nm激光器进行了稳功率实验,并采用Trap探测器进行功率输出的实验验证。试验结果表明:经过功率稳定控制后的激光器稳定性:其标准离差率CV为0.016%(1 800 s),其峰峰起伏SV为±0.042%(1 800 s)。峰峰起伏S_(V)降至激光器自由运行时约为1/8.79,标准离差率C_(V)改善1/13.76,稳定性得到了较好的改进。 展开更多

关键词 激光功率稳定 振镜 菲涅尔定律 反馈控制

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基于环境星CCD数据的山区大气校正研究 被引量：1

8

作者 夏超 黄红莲 +3 位作者 孙晓兵 刘晓 余海啸 韦祎晨 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第10期348-355,共8页

山区地形崎岖,高程变化较大,遥感影像地形效应明显,地物的光谱特征容易受到干扰,导致在分类过程中对遥感影像出现误分,不利于遥感信息的提取。基于辐射传输原理,利用Python开发了针对山区的大气校正算法。所提算法充分考虑了太阳直接辐... 山区地形崎岖,高程变化较大,遥感影像地形效应明显,地物的光谱特征容易受到干扰,导致在分类过程中对遥感影像出现误分,不利于遥感信息的提取。基于辐射传输原理,利用Python开发了针对山区的大气校正算法。所提算法充分考虑了太阳直接辐射、天空散射辐射及邻近地表反射辐射对卫星入瞳处目标辐亮度的影响,可以有效地消除地形阴影的影响。利用所提算法,结合数字高程模型(DEM),对环境减灾二号01组卫星的CCD传感器的山区数据进行大气校正研究。分析结果表明:校正后的图像地形效应减弱,图像质量得到了明显的改善,反演得到的地表反射率与实地测量的地物光谱数据比较吻合,为进一步开展定量遥感研究提供了数据质量保障。 展开更多

关键词 大气校正 反射率 卫星遥感影像 数字高程模型

原文传递

日盲型光电管探测系统响应非线性间接法标校

9

作者 曹韩晖 陈洪耀 +1 位作者 黄文薪 李佳伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期9-19,共11页

基于间接法对一种日盲型光电管探测系统进行了非线性测量,将线性度已知的硅光电二极管探测器作为参考标准,以外置氙灯光源积分球作为线性定标辐射源,通过大动态范围电动光阑来调节辐射输出,将待测探测器与参考探测器在同一条件下进行同... 基于间接法对一种日盲型光电管探测系统进行了非线性测量,将线性度已知的硅光电二极管探测器作为参考标准,以外置氙灯光源积分球作为线性定标辐射源,通过大动态范围电动光阑来调节辐射输出,将待测探测器与参考探测器在同一条件下进行同步测量,以消除光源波动的影响。实验结果表明,该日盲型光电管探测系统的线性误差最大可达5.2%,有必要通过非线性修正因子对测量值进行修正,其数值范围为0.948~1.006。分析了系统合成测量不确定度,在光电管响应光电流为2.97×10^(-10)~6.61×10^(-8)A范围内,扩展不确定度为3.59%(k=2)。 展开更多

关键词 探测器 日盲型探测器 非线性测量 间接法 辐射标准传递

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基于神经网络反演中国南海海域透明卷云参数

10

作者 陆文强 杨世植 +6 位作者 罗涛 李学彬 崔生成 程晨 韩露 石建军 韩叶颜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期24-33,共10页

基于中分辨率成像光谱仪/云和气溶胶探测激光雷达(MODIS/CALIOP)的匹配数据集,提出一个分类神经网络进行透明卷云的识别,利用两个回归神经网络对透明卷云的光学厚度和云顶高度进行反演。结果表明,分类网络的精确度可达到84%,检测率达到... 基于中分辨率成像光谱仪/云和气溶胶探测激光雷达(MODIS/CALIOP)的匹配数据集,提出一个分类神经网络进行透明卷云的识别,利用两个回归神经网络对透明卷云的光学厚度和云顶高度进行反演。结果表明,分类网络的精确度可达到84%,检测率达到79%。对成功识别的透明卷云参数进行了反演,得到透明卷云光学厚度的平均绝对误差为0.2,均方根误差为0.25,相关系数为0.79。对云顶高度进行了反演,得到云顶高度的平均绝对误差为0.61 km,均方根误差为0.74 km,相关系数达到0.87。本研究利用MODIS/CALIOP匹配数据集以及神经网络算法,可得到透明卷云的分布以及其参数特性,为其在南海海域上空的分布情况提供了数据支撑,有助于相关研究人员了解该地区透明卷云的分布情况,提高辐射计算的精度。 展开更多

关键词 大气光学 透明卷云 中分辨率成像光谱仪 云和气溶胶探测激光雷达 神经网络 中国南海海域

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基于深度学习的多角度遥感影像云检测方法 被引量：8

11

作者 李佳欣 赵鹏 +1 位作者 方薇 宋尚香 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2020年第5期380-392,共13页

云检测是遥感影像处理的重要任务之一。目前遥感影像云检测中多使用到卫星的多光谱、多通道信息,而关于多角度信息对云检测影响的研究较少。为了探索遥感影像多角度信息作为云特征对训练云分类网络精度的影响,提出一种基于深度学习的遥... 云检测是遥感影像处理的重要任务之一。目前遥感影像云检测中多使用到卫星的多光谱、多通道信息,而关于多角度信息对云检测影响的研究较少。为了探索遥感影像多角度信息作为云特征对训练云分类网络精度的影响,提出一种基于深度学习的遥感多角度云检测方法,以SegNet为基础网络结构,提取含有多角度信息的遥感影像的特征表示,训练含有多角度信息的遥感影像云检测模型。测试结果表明,所提方法全局精度为91.39%,平均重叠率为83.99%。分析表明单角度云检测具有一定的局限性,而利用多角度信息作为云特征训练云分类网络可以提升云检测精度。此外,还探索了POLDER仪器中不同角度对于云检测结果的影响情况。 展开更多

关键词 云检测 遥感影像 多角度 神经网络 SegNet

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中红外光谱特性分析及中高层^(13)CO_(2)反演条件研究 被引量：1

12

作者 吴时超 王先华 +3 位作者 叶函函 李超 安源 王晓迪 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期27-34,共8页

利用辐射传输模型(SCIATRAN)联合高分辨透射率谱线(HITRAN)库对包含^(13)CO_(2)强吸收特征的中红外光谱进行特性分析,发现中红外相比于近红外与热红外波段,^(13)CO_(2)的吸收特征更为明显,并且中红外波段对对流层5~15 km处的二氧化碳浓... 利用辐射传输模型(SCIATRAN)联合高分辨透射率谱线(HITRAN)库对包含^(13)CO_(2)强吸收特征的中红外光谱进行特性分析,发现中红外相比于近红外与热红外波段,^(13)CO_(2)的吸收特征更为明显,并且中红外波段对对流层5~15 km处的二氧化碳浓度变化极为敏感。大气的对流与交换使得中高层CO_(2)的浓度变化与近地表息息相关。通过对光谱特性的分析,得出影响二氧化碳反演的主要因素是水汽、温度和氧化亚氮。在进一步研究利用卫星遥感数据反演得到的^(13)CO_(2)浓度时,给出了反演的必要条件,其中水汽廓线需满足50×10^(-6)的精度,温度廓线需要满足高于0.03 K的精度,氧化亚氮廓线需要高于5×10^(-9)的精度,仪器的信噪比需要高于600。该结论为利用卫星遥感探测^(13)CO_(2)提供了理论基础,并为未来的超光谱探测器制造指标提出了要求,可以更好掌控CO_(2)"源"与"汇"及输送规律,了解全球碳循环收支。 展开更多

关键词 大气光学 中红外波段 ^(13)CO_(2) 反演

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太阳光谱辐照度仪光机系统设计 被引量：1

13

作者 黄雄豪 王洋 +4 位作者 李新 张艳娜 刘恩超 张权 郑小兵 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期806-814,共9页

为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍... 为高精度监测太阳光谱辐照度变化,设计一款高精度太阳光谱辐照度仪用于获得太阳光谱辐照度数据。该辐照度仪设计了三种光路完成性能指标,其主光路用于测量光谱辐照度,参考光路用于波长标定,太阳跟踪光路用于室外精密跟踪太阳。详细介绍了辐照度仪主光路的设计,主光路采用Féry棱镜进行色散与会聚,辐照度仪入射狭缝通过Féry棱镜成像到棱镜焦平面。通过旋转棱镜,在辐照度仪焦平面通过两个单元探测器获得380~2500 nm光谱辐照度。通过理论分析和实验验证,在380~2500 nm光谱范围内仪器的光谱分辨率小于40nm。采用标准灯对太阳光谱辐照度仪进行光谱响应范围验证,结果表明仪器的光谱范围满足测量需求。 展开更多

关键词 几何光学 太阳光谱辐照度仪 光学设计 Féry棱镜

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宽谱段Czerny-Turner光谱仪设计 被引量：3

14

作者 李世文 郑小兵 翟文超 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期293-306,共14页

为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分... 为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分辨率。首先理论推导出光栅和柱面镜补偿像散的基础公式,并基于此分别设计出波段为900~1700 nm和1700~2500 nm全波段消像散的Czerny-Turner光谱仪成像系统,随后通过前置光路将两部分组合,从而实现波段范围在900~2500 nm的消像散Czerny-Turner结构光谱仪成像系统。此光谱仪系统全波段分辨率小于10 nm,物方数值孔径0.07,全波段点列图均方根半径小于4μm。ZEMAX的优化分析表明,该光谱仪在全波段范围内不仅达到消像散要求,而且具有较好的成像质量。 展开更多

关键词 光学工程 Czerny-Turner结构 消像散 柱面透镜 光谱仪

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基于锁相放大的被动红外信号处理方法研究 被引量：2

15

作者 王云云 乔延利 +4 位作者 李杨裕 郭腾霄 崔方晓 吴军 李大成 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期74-80,共7页

被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进... 被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点。利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理。系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进行辐射建模分析。本文研究了基于锁相放大的被动红外探测辐射模型,提出了在锁相放大算法后添加相位判断的信号处理方法;设计并搭建了被动式气体多光谱探测系统,在实验室对系统进行定标,并开展了不同温度黑体的测量实验。结果表明:实际测量的各通道辐射值与所建模型的结果比较吻合。本研究为基于锁相放大的被动红外信号提供了模型基础和实验验证,并为便携式近距离气体遥测系统的研制提供了参考。 展开更多

关键词 测量 被动红外 辐射模型 锁相放大 相位判断

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卫星PSAC载荷陆地观测中气溶胶和地表参数的信息量分析

16

作者 樊依哲 孙晓兵 +2 位作者 提汝芳 黄红莲 刘晓 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期770-784,共15页

针对卫星载荷大气校正仪分系统PSAC在陆地上空气溶胶反演领域的应用需求,基于最优化反演框架,引入信息量和后验误差分析方法,讨论了不同观测模式下气溶胶和地表参数的信号自由度(DFS)的观测角度依赖性,给出了气溶胶和地表参数的后验误... 针对卫星载荷大气校正仪分系统PSAC在陆地上空气溶胶反演领域的应用需求,基于最优化反演框架,引入信息量和后验误差分析方法,讨论了不同观测模式下气溶胶和地表参数的信号自由度(DFS)的观测角度依赖性,给出了气溶胶和地表参数的后验误差。在此基础上,分析了气溶胶和地表参数的DFS随光学厚度(AOD)和地表反射率的变化趋势。研究表明:1)不同的观测几何下,气溶胶参数总的DFS有很大差异,反演气溶胶参数的最优散射角范围是140°~180°;2)任意观测角度,细粒子为主的细模柱浓度v_(0)^(f),粗粒子为主的气溶胶柱浓度v_(0)^(f)和v_(0)^(c)能被反演出来,谱分布部分参数以及折射指数部分参数在大散射角能被反演获得;3)对不同AOD和地表反射率下参数的DFS分析,偏振信息的增加有助于亮地表下气溶胶参数的反演,增加短波红外波段能提升在AOD高值条件下对地表参数的获取能力。 展开更多

关键词 偏振扫描大气校正仪(PSAC) 偏振遥感 短波红外 气溶胶 信息量分析 最优估计反演

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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

17

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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基于环境二号卫星宽视场图像的BRDF校正

18

作者 吴海章 黄红莲 +3 位作者 孙晓兵 刘晓 提汝芳 王宇轩 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期352-366,共15页

自然地物基本都是非朗伯体,地表反射具有方向性。由于地表方向反射特性的影响,不同观测角度下宽视场相机接收到的地表反射率不同,需要进行双向反射分布函数(BRDF)校正。基于地物分类的同类像元匹配,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的地... 自然地物基本都是非朗伯体,地表反射具有方向性。由于地表方向反射特性的影响,不同观测角度下宽视场相机接收到的地表反射率不同,需要进行双向反射分布函数(BRDF)校正。基于地物分类的同类像元匹配,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的地表反射率产品进行BRDF模型核参数反演,实现环境二号卫星宽视场图像的BRDF校正,并使用戈壁和农田两类地物地面实测BRDF数据集,验证不同BRDF核驱动模型的核参数反演结果和BRDF校正结果。结果表明:针对戈壁和农田两种地物类型,与RossThick Maignan-LiSparseR模型相比,RossThick-LiSparseR模型与实测结果的拟合相关性更高;与只进行大气校正的结果相比,经BRDF校正后环境减灾二号01组A、B(HJ-2A/B)卫星宽视场相机的反射率与实测反射率更加接近,有效减弱BRDF效应的影响,为进一步开展定量遥感研究提供数据质量保障。 展开更多

关键词 遥感 双向反射分布函数校正 环境二号卫星宽视场图像 中分辨率成像光谱仪地表反射率产品 核驱动模型

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面阵CMOS传感器图像噪声仿真与验证

19

作者 陈静远 刘晓 +2 位作者 杜丽丽 宋波 孙晓兵 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期367-375,共9页

基于面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器成像物理过程,分析成像过程中各种噪声的来源,构建了一套面阵CMOS传感器图像噪声模型,并进行了噪声仿真及效果验证。首先,分析CMOS传感器信号转换过程中产生的噪声;然后,基于噪声特性构建噪声... 基于面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器成像物理过程,分析成像过程中各种噪声的来源,构建了一套面阵CMOS传感器图像噪声模型,并进行了噪声仿真及效果验证。首先,分析CMOS传感器信号转换过程中产生的噪声;然后,基于噪声特性构建噪声模型,提出该模型的参数标定方法;最后,利用自行设计的面阵CMOS相机在实验室拍摄的图像和航拍图像进行仿真效果验证及对比分析。测试结果表明,所提模型仿真图像与实验室实拍图像之间的信噪比(SNR)、峰值信噪比(PSNR)、结构一致性(SSIM)的平均相对偏差分别为3.85%、0.99%、1.33%,且与现有的噪声模型仿真结果相比有较小的相对偏差。不同噪声模型参数下航拍图像噪声仿真效果符合理论和实际情况。上述结果充分验证了所提出的噪声仿真模型的有效性。 展开更多

关键词 传感器 面阵CMOS 噪声模型 噪声标定 仿真分析

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基于大气校正提升亚米级卫星影像质量 被引量：6

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作者 王涛 周川杰 +7 位作者 易维宁 洪津 周楠 方薇 张冬英 杜丽丽 李凯涛 崔文煜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期19-26,共8页

大气对太阳辐射的吸收和散射会导致卫星影像的亮度和对比度降低,大气能见度越低、卫星空间分辨率越高,这种现象越明显,以至于低能见度条件下的亚米级空间分辨率光学卫星影像看起来非常模糊。基于辐射传输方程开发的自适应大气校正算法... 大气对太阳辐射的吸收和散射会导致卫星影像的亮度和对比度降低,大气能见度越低、卫星空间分辨率越高,这种现象越明显,以至于低能见度条件下的亚米级空间分辨率光学卫星影像看起来非常模糊。基于辐射传输方程开发的自适应大气校正算法充分考虑了大气和目标物周围环境对卫星入瞳处目标辐亮度的影响,定量化描述了目标物周围像元的反射率与目标像元的反射率差异对邻近效应的影响。利用自适应大气校正算法对低大气能见度条件下的亚米级空间分辨率卫星影像进行大气校正,并且将其与常规图像处理结果进行对比。结果表明,利用自适应大气校正算法校正后的卫星影像质量得到了明显改善(清晰度提高了4.5275倍,对比度提高了44.61%,信息熵值提高了64.22%)。相对于常规图像处理方法在提升卫星图像质量时会带来噪声和过度增强的问题,自适应大气校正算法在提升卫星图像质量时不会带来噪声和过度增强问题。 展开更多

关键词 大气光学 大气校正 亚米级卫星影像 图像模糊 图像增强 灰度直方图分布偏移 灰度直方图分布动态范围

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