1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
对于无星上定标系统的大视场大气探测载荷,利用广阔的海洋无监测定标场(SNES)进行基于统计方法的在轨替代定标,是国际上公认和推荐的方法。基于大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)的载荷工作原理和一级数据产品的特点,在确定反射率基定标的基础上,通过海表双向反射率分布函数(BRDF)的大气传输仿真计算确定了合适的角度阈值,以降低非大气分子散射的干扰;同时对定标场的环境参量进行了统计分析,解决了统计定标中数据筛选与误差评估的核心问题,最终实现了DPC可见光波段在轨定标系数变化的精确评估。在考虑定标源和仪器实验室定标误差合成后,绝对辐射定标系数的最终定标误差在1.24%~4.76%之间。
遥感 瑞利散射 大气辐射传输 在轨定标 误差合成 光学学报
2020, 40(23): 2328001
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
大气对红外辐射传输的影响引起的红外成像灰度变化, 是红外目标跟踪应用需要应对的问题。对红外成像灰度变化规律进行李群建模, 对设计高效、鲁棒的目标跟踪算法具有重要意义。首先分析了红外辐射传输模型, 并结合红外成像机理, 得到红外成像灰度变化模型。进一步从理论上证明了大气影响下红外成像灰度变化规律符合李群结构, 提出了红外图像灰度动态变化的一种非欧数学表征。最后根据红外成像灰度变化模型对不同环境下采集到的外场实验数据进行拟合, 回归分析结果表明了该模型的准确性, 进而说明了对红外成像灰度变化规律进行李群表达的合理性。
大气辐射传输 李群 红外辐射 目标跟踪 atmosphere radiation transmission Lie group infrared radiation target tracking 红外与激光工程
2018, 47(10): 1004002
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
杂散光抑制是空间天文望远镜设计的重要部分，其中地气光的抑制较为复杂。为分析空间天文望远镜所处环境的地气光，以一典型空间天文望远镜为例，基于辐射传输理论，建立了其关键部位—太阳挡板的地气光辐照度计算模型。基于该模型，仿真得到了不同工况下地气光在挡板处的分布特性，并计算了望远镜通光口处一次地气光和二次地气光的辐射通量。计算结果表明：对于低轨道的空间天文望远镜，太阳挡板是关键杂光源，其引入的二次地气光影响大于直接进入望远镜通光口处的一次地气光，在进行杂散光抑制设计时，应重点考虑。
光学设计 空间天文望远镜 地气光 辐照度分布 近地轨道 激光与光电子学进展
2016, 53(9): 091104
为解决地气光对星敏感器星提取精度影响问题，采用微元法建立了地气光对星敏感器的辐照度影响模型，并对影响辐照度大小的各变量进行了分析。阐释了地气光的影响机理，通过不同方差的高斯白噪声来对不同辐射照度的地气光进行散焦模拟，并对不同时刻不同位置地气光影响条件下的星提取精度进行仿真对比。仿真结果表明：地气光会导致星提取过程中星提取精度降低。该结果可用来对星敏感器遮光罩的抗地球反照干扰性能进行评估。
星敏感器 地气光 高斯白噪声 星提取精度 star sensor earth and atmosphere radiation White Gaussian Noise (WGN) accuracy of star extraction
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为实现卫星遥感器地面定标中大气辐射特性的高精度观测, 研制了高精度、光谱式太阳辐照度仪。结合野外工作中仪器存在的衰减与损耗, 设计了适合于长期外场应用的自定标系统。自定标系统设计采用双通道镜像的方案, 利用基于球面镜的耦合镜实现光路的切换, 实现单色光进入棱镜。结合光路的设计方案, 采用步进电机带动反射镜切换光路, 同时利用单片探测器测量入射/出射光通量采集, 通过比值计算实现单波长下棱镜透过率的测量。在实验室内外进行了自定标的性能测试, 室内自定标结果的重复性误差为2.5%, 室内外透过率对比的相对偏差小于2%, 证明自定标系统可以用于户外仪器的监测与校正。
衰减 耦合镜 自定标 大气辐射特性 卫星遥感器 attenuation coupling mirror self-calibration atmosphere radiation characteristics satellite remote sensor
采用网格划分法对含多次散射项的紫外辐射传输方程的求解方法进行了研究。在空间上进行网格划分,网格节点在空间的辐射强度用相应的权值离散到有限的方向Ω上,根据给定的发射源参数以及初始条件和边界条件,采用劈裂法进行高效率、高精度的求解。在每一时间步长内,分别计算源项和传输项的贡献。通过Laplace变换分别求解偏微分方程的解析解来求出每一步的贡献,然后求出下一时刻的值。将用网格划分法求解的结果与Monte-Carlo方法计算的结果进行对比:用前者所花的时间要比通过后者计算所花的时间短,前者计算最大误差为6.9%。
散射 紫外光 大气辐射 劈裂法 离散坐标
