1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
风云三号E星（FY-3E）搭载的高光谱大气探测仪（HIRAS-II）能够实现大气的垂直探测，具有高光谱、高灵敏度、高精度的特点。仪器在轨之后由于仪器衰减和环境变化的原因产生非线性响应，影响在轨定标精度。针对非线性响应的问题，提出了一种基于带内光谱的非线性校正方法。首先基于带外低频光谱的非线性特征求解非线性校正系数，将此系数作为初值输入到辐射定标模型中，以星上测量的黑体带内光谱与理想光谱的偏差为目标函数，通过迭代优化非线性校正系数。通过辐射定标实验得出，校正后的黑体亮温偏差明显低于未校正和基于带外光谱的校正方法。将HIRAS-II的观测数据与IASI进行交叉比对并计算平均亮温偏差和偏差绝对值，经过带内校正法非线性校正后的亮温平均偏差为-0.13K，优于带外校正方法。
HIRAS-II 非线性校正 在轨定标 带内光谱 HIRAS-II nonlinearity correction on-orbit calibration in-band spectrum
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
4 北京理工大学 光电学院，北京 100081
星载红外高光谱传感器与多通道光谱传感器在轨交叉定标时能够提升数据精度和质量，交叉定标样本通常采用星下点交叉方式匹配筛选，包括空间、时间、观测几何角度和光谱匹配，匹配误差的不确定性将对最终交叉定标精度产生影响。采用FY-3E同平台红外高光谱大气探测仪HIRAS-II和中分辨率光谱成像仪MERSI-LL均匀晴空背景进行观测，根据视线向量匹配HIRAS-II星下点瞬时视场内的MERSI-LL像素，分别通过模拟视场偏移、观测天顶角偏差和光谱响应函数变化单独分析空间、观测几何角度和光谱匹配误差引入的匹配不确定度。结果表明，空间失配引起观测背景辐射亮温变化，偏移一半像元视场时的相对不确定度约为10%，达到一个像元时为25%~30%；观测几何角度失准引起光谱辐射亮温变化，观测天顶角偏移20°时的不确定度优于0.2%；光谱响应函数差异引起光谱等效辐射亮温变化，响应函数发生展宽时对吸收通道的不确定度最大约为2.5%，窗区通道为0.4%，收缩时的不确定度整体优于0.3%，平移引起的不确定度相对较小，移动5倍波长间隔时优于0.1%。
红外交叉定标 交叉匹配 不确定性 infrared inter-calibration inter-collocation uncertainty 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220616
1 上海航天控制技术研究所，上海 201109
2 上海市空间智能控制技术重点实验室，上海 201109
3 上海航天技术研究院，上海 201109
通过分析算法配准过程提出一种基于主成分分析（PCA）的点云配准策略，对迭代最近点（ICP）算法迭代过程加入PCA配准设计，以解决ICP算法易陷入局部最小值、配准耗时高的问题。首先，利用重心法在首次迭代开始前使参考点云与待配准点云重心重合以达到初始位姿确定；然后，在ICP算法每次进行迭代时，先对待配准点云与参考点云进行PCA，选取其中前三主成分特征向量，通过姿态变换进行对应匹配，使两点云完成初始配准后再利用欧氏距离寻找最近点，完成后续配准过程。选取了经典ICP算法及3种初始位姿确定方法、文献主流算法与提出的迭代PCA算法及3种初始位姿确定方法进行对比分析，结果表明，在前述两种方法都无法配准的情况下，提出算法不仅成功避免算法陷入局部最小，而且获得了较优的速度与精度，迭代次数为10次，耗时19.427939 s，配准误差为2.1932，综合提高了配准性能。
成像系统 迭代最近点算法 主成分分析 点云配准 时间飞行相机 局部最小 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2211001
1 中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083
2 国家卫星气象中心，北京 100081
3 中国科学院大学，北京 100049
云污染容易造成星基红外高光谱观测精度下降，导致大量观测信息损失。针对有云情况下的干涉式大气垂直探测仪（FY-4A/GIIRS）的观测数据，提出一种云上温度廓线反演方法。利用辐射传输模型分别开展晴空和有云情况下的观测亮温模拟实验，统计分析不同通道的模拟亮温变化特征，根据云顶气压确定通道优选方案，通过神经网络算法实现云上的温度廓线反演，温度廓线反演的精度评估采用ERA5再分析数据作为参照标准。实验结果表明均方根误差（RMSE）整体优于1.5 K，反演的温度廓线具有较高的精度，有效地提高了FY-4A/GIIRS在云污染情况下的观测资料使用率。
大气光学 风云四号气象卫星 干涉式大气垂直探测仪 云污染 温度廓线 大气遥感 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1701002
1 环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082
2 华北电力大学 核科学与工程学院, 北京 102206
随着核电事业的快速发展,核电厂卸载的乏燃料越来越多。如何处置核电站乏燃料中的次锕系核素（MA）既是核燃料再利用的重要过程,又是闭式循环中的关键步骤。如果处置得当,不仅可以提高燃料的利用率,而且可以将MA变成同位素燃料电池、中子源等有用的核素。国际上认可的处置方法是分离-嬗变,但是嬗变MA的难点是嬗变堆型的选取和如何提高嬗变率。压水堆(PWR)是国内外最成熟的堆型和商业运行的主要堆型,也是现阶段最具有可能进行MA嬗变的堆型。于是,本文利用MCNP程序研究了压水堆嬗变MA的特性,通过研究MA嬗变棒的设计、添加位置和添加量等对压水堆堆芯有效增殖因子的影响,初步探索出最佳的压水堆嬗变MA的设计方案,为我国现阶段进行压水堆嬗变MA奠定了理论基础。
压水堆 次锕系核素（MA） 嬗变 乏燃料 pressurized water reactor minor actinides(MA) transmutation spent fuel 强激光与粒子束
2017, 29(3): 036016
环境保护部 核与辐射安全中心, 北京 100082
基于随机抽样方法，研究多群核数据不确定性对反应堆物理计算的影响。首先利用SCALE软件包中核数据协方差矩阵和自主开发的随机抽样模块SAMP，得到多群微观截面等核数据的抽样值，之后分别使用SCALE/TRITON和PARCS程序进行组件计算及堆芯稳态计算，最后通过统计分析得到组件和堆芯计算结果的不确定度。以Almaraz压水堆核电厂装载的燃料组件和首循环堆芯为对象，研究了不同燃耗下有效增殖因子、动力学参数、核素浓度和双群均匀化宏观截面等组件计算结果，以及堆芯功率分布等堆芯计算结果的不确定度。分析结果表明: 组件计算结果不确定度多随燃耗变化，快群宏观截面不确定度总体高于热群; 堆芯计算结果受核数据不确定性影响显著，其中稳态径向功率分布的最大不确定度为1.9%左右。
多群核数据 随机抽样 协方差矩阵 不确定性 multigroup nuclear data stochastic sampling covariance matrix uncertainty 强激光与粒子束
2017, 29(4): 046005
重庆邮电大学 光纤通信重点实验室，重庆 400065
基于前向纠错编码理论，在光突发交换网络中提出一种丢包恢复机制来降低突发丢失率.构造了一种能对突发包进行在线编解码的低密度奇偶校验码.入口边缘节点通过对信息突发包进行在线编码产生冗余突发包，出口边缘节点利用译码算法从接收到的突发包中恢复出丢失的突发数据.另外，为信息突发包增加一个额外的偏置时间以减少冗余突发与信息突发竞争信道资源.通过OPNET仿真软件对不同丢包恢复机制的性能进行仿真，结果表明，与奇偶校验码提出的丢包恢复机制相比，具有更低的突发丢失率和良好的丢包恢复能力.
光突发交换 低密度奇偶校验码 丢包恢复 在线 额外偏置时间 Optical burst switching Lowdensity paritycheck codes Burst loss recovery Online Extra offsettime
1 北京控制工程研究所, 北京 100190
2 空间智能控制技术重点实验室, 北京 100190
无像差的光学相机的成像模型可由其共轭节面模型等效表示。针孔模型本身忽略了偏离该等效模型的误差，也无法表示平板玻璃的平移误差、光轴的安装误差以及实际相机光学系统的像差，这四个因素都会引起图像畸变。基于此利用共轭节面的性质建立了一种图像畸变几何模型，并与广泛采用的像差模型进行了对比，从理论上解释了像差模型各个系数的物理意义。对某实际针孔相机进行仿真分析，该几何模型给出的相对径向畸变、角度误差在设计参数的范围以内，并且可以模拟图像的非对称畸变。该几何模型需要辨识包含主面相关参数、光轴倾斜角和平板玻璃的轴向球差在内的4个参数，辨识参数较少，理论上可以作为一种新的图像畸变校正方法。
图像处理 像差模型 共轭节面 图像畸变 色差 轴向球差 光学学报
2012, 32(11): 1108001
1 燕山大学 工业计算机控制工程河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 河北农业大学 机电学院, 河北 保定 071001
为了快速、准确地检测出输送机皮带工作时发生的纵向撕裂事故, 提出了一种基于线激光的视觉检测方法。“一”字线激光器向皮带底面投射直线激光条纹, 使用CCD相机获取图像并提取出光条中心, 通过分析光条中心畸变特征来判断皮带表面是否存在撕裂。首先采用阈值法对激光条纹进行分割；然后在光条区域上利用重心法实现光条中心的粗略提取；最后利用Bazen方法求取光条法线, 在法线方向上采用高斯拟合法实现光条中心的亚像素精度提取。利用具有多种纵向撕裂特征的故障皮带进行检测, 实验结果表明, 所提出的方法具有精度高、速度快的特点, 测量精度达到了毫米级, 可以满足实际皮带检测的需要。
皮带撕裂 机器视觉 光条中心提取 高斯拟合 亚像素 conveyor belt rip machine vision stripe center extraction Gaussian fitting sub-pixel
