1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学, 北京 100039
许多光学工程都需要掌握实时大气参数廓线,用来预测大气透过率和大气背景辐射,而目前除了无线电探空 和大气遥感外,不易获得实时大气参数廓线。利用历年探空站点数据,并根据地面实时大气参数值,构建 各高度层比例因子,得到实时大气参数廓线。以厦门地区为例,将模拟构建的实时温度、气压、水汽密度 廓线及整层大气可降水量与实际探空廓线进行对比,表明:构造的对流层以下的温度廓线偏差小于2.5 K,气压 基本保持不变,水汽密度廓线在晴天条件下与真实廓线吻合较好,水汽总量偏差小于15%。此方法在某些 光学工程中有一定的应用价值。
实时大气参数廓线 模式构建 可降水量 real-time atmospheric parameter profiles modelling precipitable water
1 建瓯市气象局, 福建 建瓯 353100
2 闽侯县气象局, 福建 闽侯 350100
3 国家海洋局第二海洋研究所, 浙江 杭州 310000
以福建省建瓯市2010~2011年两年逐时太阳总辐射和气象要素(气温、相对湿度、云量等9个气象要素)资料为 研究对象,首先研究太阳总辐射与各常规气象要素的关系,然后利用2010年总辐射和常规气象要素分季节分早中晚建 立预报模型预报2011年总辐射,最后进行误差分析。结果表明:太阳总辐射与气温、水汽压、相对湿度、云 量(低、总)、地温、降水量以及日照有关,其中水汽压、相对湿度、降水量及云量与总辐射负相关,其他呈正 相关;与总辐射相关性最小的是风速、其次是水汽压,最大的是日照、其次是地温。分季节分早中晚建立 逐步回归方程发现:每日逐时主要贡献因子不尽相同,春季为气温、相对湿度、地温和日照;夏季为地温、日照; 秋季为相对湿度、地温和日照;冬季早上总低云量、地温和日照是总辐射的主要贡献因子,中午和傍晚气温、 相对湿度、地温和日照是总辐射的主要贡献因子。预报结果发现:预报值与实际值误差较稳定,基本维 持在10%~45% 之间,夏季误差最小,其次是秋季和春季,冬季的误差最大,中午比早上和傍晚的预报效果好。
气象要素 逐步多元线性回归 太阳总辐射 meteorological elements gradually regression equation solar radiation
中国海洋大学信息科学与工程学院/海洋遥感研究所, 山东 青岛 266100
利用5个航次的海上实测资料,分析了东中国海域上空气溶胶的光学性质,并利用实测资料对SeaDAS软件中的气溶 胶模型在该海域的适用性进行了评估。结果表明:在该海域气溶胶大部分为弱吸收性类型(约占60%),同时也存 在强散射性类型(约20%)和强吸收性类型(约20%)。气溶胶粒径体积谱主要呈双峰模式,但是在双峰之间 还存在着一个不显著的次峰,因而用三个对数正态函数之和来描述气溶胶粒径体积谱要优于用两个对数正 态函数之和来描述。实测资料和SeaDAS气溶胶模型的单次散射反照率的对比结果显示,在该海域具有吸 收性的沙尘和烟尘气溶胶的影响不可忽略,而目前的SeaDAS气溶胶模型主要针对非吸收或弱吸收气 溶胶,不能完全满足东中国海域海色遥感大气校正的需要。
气溶胶光学厚度 波长指数 单次散射反照率 粒径体积谱分布 气溶胶模型 aerosol optical thickness Angstrom exponent single scattering albedo volume size distribution aerosol model
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
高精度卫星轨道和姿态参数的获取对卫星数据产品的推广应用具有重要意义。对“资源三号”卫星元数 据文件(.AUX)的数据格式、参数意义以及量纲进行了深入的研究和分析,拟合得到任意时刻卫星的 轨道和姿态参数。对拟合精度的分析表明,“资源三号”卫星轨道运行平稳,利用二次多项式拟合卫 星轨道,精度可达到米级,与星上GPS设计的5 m测量精度保持了很好的一致性。成像期间,其姿态变化 相当稳定。该值可以作为外方位元素的初始值应用于卫星的在轨几何检校与影像的精确定位。
轨道参数 姿态参数 数值拟合 外方位元素 “资源三号”卫星 orbit parameter attitude parameter numerical fitting exterior orientation elements ZY-3 satellite
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
基于帧转移型面阵CCD的成像原理,探讨了光电转换、电荷转移和电荷检测三个成像阶段存在的一些关键性问题,如像元 响应的不一致性、相机抖动、电荷转移效率、帧转移模糊等,建立了相应的数学模型,并利用VC++6.0开发平 台搭建了一整套CCD成像仿真系统。最后利用实验的方法,通过改变转移效率、曝光时间等CCD成像参数,分析 比较了仿真结果。实验表明,该数学模型与面阵CCD器件成像过程较为吻合,仿真系统准确度较高。
面阵CCD 成像仿真系统 电荷转移效率 帧转移模糊 array CCD imaging simulation system charge transfer efficiency frame transfer smear
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, 安徽 合肥 230031
针对近些年发展的相关光子定标方法在光学计量方面的应用需求,在理论上分析了I类非共线自发参量下转换(SPDC)光谱的 分布,并考虑完全相位匹配和相位失配两种情况下, 355 nm连续激光光源泵浦I类非共线BBO晶体产生自发 参量下转换信号光的分布曲线。数值模拟结果表明,这两种情况下,I类非共线SPDC产生的光谱分布一致。最 后设计了SPDC光谱分布测量实验,实验表明, I类非共线SPDC光谱分布与数值模拟结果相同。
自发参量下转换 I类非共线匹配 光谱分布 spontaneous parametric down-conversion type-I noncollinear phase-matching spectral distribution
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
野外光谱测量过程中,保持参考板的水平放置,有助于减小太阳照射参考板入射角的不确定性,提高 测量精度。为了降低野外光谱测量操作强度、提高测量效率,使用TMS320F2812数字信号控制器、基于 三维微机电系统原理制成的倾角传感器SCA100T-D01和步进电机组成一个闭环控制系统,设计并实现 了一个快速将漫反射参考板调节水平的平台。介绍了该自动水平台的工作原理,详细描述了该自动调 节水平漫反射平台控制部分各个模块的硬件设计和软件设计,并给出了系统的工作流程图。与传统使 用水平尺手动调平方法相比,该平台调平速度快,精度高。
野外光谱测量 自动水平 倾角传感器 field spectra measurement auto-leveling inclinometer
1 解放军理工大学气象海洋学院, 江苏 南京 211101
2 解放军95019部队, 湖北 老河口 441800
3 南京英恩特环境技术有限公司, 江苏 南京 211101
日照时数是地面气象台站观测的基本项目。根据国内外日照计发展现状,设计了一种新型的日照计-光热型 电测日照计,该日照计利用热电偶原理,根据两热电偶的温度差来计算太阳直接辐射,从而可以得出日照 时数。主要分析了光热型电测日照计的原理结构、金属丝中能量传导和日照计性能,并做了初步试验。结果 显示,光热型电测日照计不仅结构简单,而且性能较为良好,随太阳辐射强度变化响应较快,无需人工操作,可 以完全实现自动化操作,对日照时数的测量比较准确。
日照计 日照时数 日照强度 辐射 sunshine recorder sunshine duration sunlight intensity radiation
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230031
介绍了双通道恒温风洞检测系统的设计和性能。该系统的双通道恒温风洞有温度、风速稳定,可控温差可调 等优点,通过实验检验了风洞的性能,风洞内部定点温度脉动标准差(最大处0.025℃)比室内 脉动(0.059℃)小,风洞内横向温度场不完全一致,有一定的温度分布,冷热风洞标准差分别 为0.044℃、0.103℃。双通道恒温风洞检测系统主要是用于对QHTP-2温度脉动仪进行各 种实验操作的平台,通过风洞系统实验验证了热源照射对温度脉动仪的测量会产生辐射增温的 影响,在实验条件下的增温大小为0.365℃。
大气光学 恒温风洞 温度脉动仪 热辐射 atmospheric optics constant temperature wind tunnel micro-thermal meter heat radiation
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
为了实现太阳光谱辐照度的高精度观测,提出了视日运动轨迹和光电跟踪相结合的太阳自动跟踪方案,详细 论述了视日运动跟踪计算原理和基于四象限探测器的跟踪装置设计。为检测该装置的跟踪精度,设计 了基于线阵CCD探测器的跟踪精度检测系统,并开展了室外观测实验。测试结果表明,太阳跟踪精度 为±0.030°,稳定性优于1.4%,所设计的太阳跟踪装置在跟踪精度和稳定上均能够满足 太阳光谱辐照度观测的高精度跟踪要求。
太阳辐照度 光电跟踪 四象限 线阵CCD solar irradiance photoelectric tracking four-quadrant detector linear CCD