小行星表面温度是研究行星热物理特性的关键参数。 太阳系中小天体的轨道动力学研究具有多种实际应用, 包括预测行星体轨道和撞击产生的陨石坑率、 选择航天器合适的探测采样目标。 对于近地天体, 分析它们的轨道结构、 星体的轨道演化和未来的偏移轨迹等近地天体动力学特性具有重要意义。 中国即将发射“天问二号”, 对近地小行星2016HO3进行热辐射探测和风化层采样。 “天问二号”预计在不远的将来到达环绕2016HO3的轨道。 研究了一种温度-比辐射率分离算法, 用于从“欧西里斯-雷克斯”热辐射光谱仪(OTES)辐亮度数据中, 计算与小行星2016HO3热物理性质相近的行星“贝努”(Bennu)的表面温度。 温度-比辐射率分离算法融合了发射率归一化法(NEM)、 比值法(RAT)、 发射率最大最小值差法(MMD), 是目前精度较高的一种表面温度反演算法。 为了验证算法的准确性, 使用了CRISM光谱库的光谱数据, 通过改变目标的温度和算法使用波段, 来研究算法对二者的敏感性。 其中, 因为仪器波段限制等原因, 尚无使用波段对算法的误差推导。 研究结果表明: (1)设置温度范围为115~415 K, 步长5 K, 随着温度的增加, 反演温度的均方根误差增加, 而发射率的误差大致不变。 (2)样本温度为295 K, 算法使用的波段起点为7.5 μm, 采样间隔0.04 μm, 终点为10~13.8 μm, 步长0.2 μm。 发现波长范围在7.5~13.8 μm, 算法的MMD模块的精度最高。 使用算法求解行星“贝努”的表面温度, 结果表明: 在剔除了大太阳高度角和高纬像素的情况下, 算法计算的温度的误差平均值为-0.366 0 K, 误差的标准差为1.0393 K。

光纤传感系统在复杂的实际应用中需要针对同一根光纤上的相邻的多个扰动点进行精确的识别定位。基于传感技术对外部扰动识别的背景，结合光纤传感系统的结构，得到光纤传感信号的振动和非振动区域典型曲线，提出单峰信号的误差累计值算法；在多峰信号特点的基础上，结合高斯方程及洛伦兹方程得到多峰信号的分离算法。实验结果表明：单峰信号的误差累计值算法能同时兼顾识别干扰位置准确性及系统的实时性，多峰信号的分离算法能分离2个独立的干扰信号并提取方程，该方案能有效提高信号峰重叠较多或者其它信号干扰时的识别准确率。

在结构光的三维测量中,单投影仪单相机的测量结构在测量复杂物体时容易出现遮挡与阴影现象,从而影响了测量数据的完整性;使用双投影单相机的测量结构可扩展成像范围,减小阴影部分的面积,提高测量效率,但从部分重叠的相移光栅中分离出原始投影信号是该方法的难点。在分析传统四步相移法的基础上,提出了一种基于灰度互补关系的重叠相移光栅分离方法,该方法通过调整投影的相移光栅的时间及次序,在不改变原有测量系统结构的基础上有效消除了重叠部分的干扰信号;为了验证该分离方法的有效性,搭建测量系统进行相关实验。结果表明:利用互补关系可以实现重叠相移光栅信号的准确分离,获取完整的点云数据,同时也提高了测量速度。

在石油类污染水体中, 油会吸附在悬浮颗粒物表面而形成一个双层结构, 影响水体后向散射系数光谱特征, 分离水体石油类物质与悬浮颗粒物对后向散射系数光谱的贡献, 能提高水体石油类污染后向散射理论模型的准确性。 将美国Wyatt公司生产DAWN HELEOS Ⅱ18角度散射测量仪、 美国SEQUOIA公司生产的LISST-100x B粒径仪和美国Hobilabs公司的后向散射仪HydroScat-6 Sprctral Backscattering Sensor(HS6)联动观测, 构成后向散射系数光谱测量系统, 分别测量不同水样的散射强度电压值、 粒径分布及粒径浓度、 后向散射系数等参数, 提出了利用Mie散射理论计算未知折射系数物质的体散射函数β(λ,θ)的新思路及分离后向散射系数光谱的算法。 选择已知折射系数m的石英砂作为颗粒物与采自不同油田区域的油污水进行配比, 获取不同特性水样, 测定相关数据。 首先, 根据Mie散射理论计算出各样本对应的水体体积散射函数β(λ,θ); 其次, 建立的DAWN HELEOS Ⅱ 18角度激光散射仪测定散射强度对应的电压值V(θ)转化为体积散射函数β(λ,θ)的关系式; 再次, 根据最优化方法估算出油砂混合的等效折射系数mos以及油的折射系数mo; 最后, 利用β(λ,θ)和估算的mos值及mo计算出各类样本的后向散射系数bb(λ), 分别建立油污水bb,o(λ)和石英砂bb,s(λ)与油砂混合总bb,os(λ)的分离算法。 分离算法的建立一方面提高了水体石油类污染后向散射理论模型的准确性, 另外一方面拓展了米散射理论在海洋水色遥感中的应用。

针对野外工作时机械扫描式的光学系统抗震性差、 目标识别率低、 实时性差等问题, 设计了采用多光谱分离算法实现非扫描目标识别遥感系统。 采用非扫描的M-Z干涉具提供空间光程差, 由红外CCD采集干涉条纹信息, 经CUP处理得到混合光谱, 结合可见光视频图像提供的坐标系实现识别目标。 其中采用遗传算法优化选择特征波长, 然后由粗糙集分类提取未知目标谱的属性, 取前1/3可信度的相应属性反演待测目标种类, 相比传统算法减少约9倍的运算量。 在不同天气、 不同背景条件下做实验, 得到系统在各种情况下的探测极限及识别概率。 由实验数据可知, 采用遗传算法和粗糙集分类相结合的多光谱分离算法可以快速、 有效地识别未知目标的种类。

为实现船载光测设备的经常化检查校准,针对影响天文标校工作成败的诸关键要素,在理论分析的基础上进行了试验研究。首先对天文标校方法硬件原理、软件组成、工作流程进行介绍,然后重点对设备误差分离算法进行分析,首次提出了基于奇异值分解的误差方程解算方法,最后给出了试验研究的一组典型数据。标校试验结果表明:该标校方法可以实现8项单项误差的成功分离,关键项多次标校数据重复性小于等于±1″,使设备实际测角精度提高1倍,并优于常规标校的设备精度。

与可见光遥感不同,热红外传感器测得的辐射亮度值是温度和发射率的函数,因此,对于热红外遥感,温度和发射率的分离是一个关键问题?本研究从普朗克方程的维恩近似出发,定义并推导出与温度无关的ALPHA差值谱,并进一步提出消除维恩近似影响的修正项.以此为基础,在不考虑大气下行辐射影响的条件下,借鉴ALPHA导出发射率法和ASTER TES算法的优点,提出一个新的发射率温度分离算法.与现有发射率温度分离算法相比,该算法的优点是原理清楚,流程简单,求解速度快,结果精度高,并且适用的温度和下垫面范围宽.