安徽省杰出青年科学基金(1308085JGD03)
- 作品数：10 被引量：56H指数：5
- 相关作者：司福祺刘文清周海金赵敏杰王煜更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学技术大学上海卫星工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金安徽省杰出青年科学基金安徽省自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 星载石英漫反射板双向反射分布函数实验测量研究被引量：5
- 2016年
- 石英漫反射板用于星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测量太阳参考谱的观测系统中,太阳光谱的测量精度将会直接影响痕量气体反演的精度,为保证载荷全视场太阳光谱的测量精度,石英漫反射板需具有良好的朗伯特性,在仪器观测视场内能够提供均匀的光源。为此,在实验室利用双向反射分布函数(BRDF)测量仪,选取F4(聚四氟乙烯)粉压制板作为标准板,采用相对测量法对研制的四种石英漫反射板样品进行了朗伯特性测量,得出了四种样品在波长180~880nm、观测角度-70°^+70°范围内的BRDF。通过对样品BRDF的分析,筛选出了两种工艺下的朗伯特性较好的石英漫反射板作为初选样品,并测量比较了石英漫反射板和F4标准板对太阳光的漫反射光谱,石英漫反射板对太阳光的反射特性较好,可以作为测量用漫反射板获取太阳参考谱。为进一步的紫外辐照、原子氧侵蚀等试验以及对比试验提供了数据支持。
- 赵敏杰司福祺陆亦怀汪世美江宇周海金刘文清
- 关键词：双向反射分布函数
- 基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法研究被引量：4
- 2014年
- 精确的背景校正决定着冷原子吸收法检测痕量汞的检测下限,研究了基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法.汞灯光源253.65 nm共振谱线在磁场中垂直于磁场方向产生σ-,σ+和π三个线偏振光.利用超高分辨率光谱仪获取不同磁场强度下汞样品池对σ-,σ+和π线偏振光的吸光度,分析横向塞曼效应背景校正方法所需的最小磁场强度;在1.78 T强磁场强度下,分析了窄带吸收气体苯、宽带吸收气体丙酮对横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法可能存在的干扰;利用σ-,σ+作为背景光,π线偏振光作为吸收光,对不同长度的饱和汞蒸气样品池测量,精确背景校正后,吸光度拟合曲线R值达到0.99.实验结果表明基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法可以实现精确背景校正,能够应用于大气环境痕量汞检测.
- 李传新司福祺周海金刘文清胡仁志刘凤垒
- 关键词：冷原子吸收线偏振汞
- 星载差分吸收光谱仪CCD成像电路的设计及实施被引量：14
- 2015年
- 星载差分吸收光谱仪通过获取地球大气或地表反射、散射的紫外/可见光辐射,监测大气痕量气体的全球分布。载荷使用4片面阵CCD作为探测器,对地观测、实时测量紫外可见波段光谱信息。其中CCD成像电路是电子学部件的核心,该电路的设计除完成通用CCD成像电路功能以外,还针对卫星空间有限和航天元件受限等特殊情况,采用了单板四通道、数字像元合并的方案。本文讨论了载荷CCD成像电路的设计实施过程,并重点论述了单板四通道和数字像元合并的设计特点。
- 王煜陆亦怀赵欣司福祺
- 关键词：CCD差分吸收光谱仪大气探测空间遥感
- CCD数字像元的合并方法及其应用被引量：9
- 2017年
- 星载差分吸收光谱仪中的科学级帧转移型电荷耦合器件(CCD)通常使用四行像元合并(4-Binning)方法提升载荷的信噪比,但该方法仅能工作在目标光强较弱的环境。为使载荷适应目标光线较强的环境,设计了数字像元合并方法(4-AVR)来提升载荷的探测能力。考虑相对常规的4-Binning方法,4-AVR方法会产生CCD信号衰减现象,故对这一现象进行了理论分析,得到由于CCD读出速率导致的信号衰减系数为0.699。在实验室搭建了测试装置,验证了上述结果,结果表明,4-AVR方法下获取的CCD像素值相对于4-Binning方法获取的像素值的衰减系数为0.698,从而证实了理论分析的正确性。实验显示,使用这一系数可完成对4-AVR方式下获取的像素值的校正,从而实现两种方法的无差别化。将校正方法作为载荷一级数据处理的一部分,进行了大气痕量气体的反演测试。结果表明数字像元合并方法可保证大气痕量气体的反演精度,进一步验证了数字像元合并方法的可靠性。
- 常振王煜司福祺周海金赵敏杰刘文清
- 关键词：差分吸收光谱仪电荷耦合器件
- 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪定标系统中铝漫反射板实验测量研究被引量：4
- 2013年
- 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪采用太阳辐射与漫反射板组合方式进行在轨光谱定标,以天底推扫方式对地观测,拥有114的大视场.为保证全视场光谱定标精度,此星载仪器的在轨光谱定标系统中的铝漫反射板需具有良好的朗伯特性,以保证在仪器观测视场内能够提供均匀的光源.在实验室中利用双向反射分布函数测量仪,采用相对测量法对研制的铝漫反射板进行了朗伯特性测量.分析结果表明,在波长180—880 nm、观测角度70—+70范围内,铝漫反射板双向反射分布函数近似成余弦分布,具有较好的朗伯特性;并采用地面模拟在轨定标方法对星载仪器进行了光谱定标,定标结果表明最大偏差值为0.022 nm,满足定标精度优于0.05 nm的要求.通过对实验测量的分析可知,研制的铝漫反射板可选作在轨定标系统的定标板.
- 赵敏杰司福祺陆亦怀汪世美江宇周海金刘文清
- 关键词：双向反射分布函数
- 基于数字锁相环的星载光谱仪本地时钟源设计被引量：3
- 2017年
- 该文针对太阳同步轨道卫星由于通讯误码导致卫星时钟不正常翻转造成的错误,提出了纠错策略。基于卫星时钟和本地时钟授时误差互补的特点,设计了一种应用于低频输入信号和大倍频系数条件下的数字锁相环(DPLL),利用数字锁相环使本地时钟跟踪卫星时钟秒脉冲的相位波动,实时消除本地时钟的累积误差。对该时钟源进行了理论分析和实验验证,用现场可编程门阵列(FPGA)予以实现。实验表明,该设计实现的时钟源可以实时纠正卫星时钟出现的秒脉冲不正常翻转、秒脉冲丢失、时间包跳变、时间包丢失等错误,最短可以在5个输入时钟周期内进入锁定状态,稳定工作时每秒累积误差小于100μs,可作为星载光谱仪本地时钟源使用。
- 田禹泽王煜代海山方华刘文清
- 关键词：数字锁相环反馈控制比例积分控制倍频FPGA
- 基于谱线匹配技术的星载成像光谱仪星上光谱定标方法研究被引量：3
- 2015年
- 介绍了一种基于谱线匹配技术的星上光谱定标方法,该定标方法选取大气吸收线作为匹配谱线,采用相关系数法作为匹配结果判定条件标进行光谱定标。为模拟星上定标过程,将谱线匹配技术应用于振动试验后的成像光谱仪,振动试验可以模拟成像光谱仪在升空过程中受到的振动。星上光谱定标包括成像光谱仪分辨率的确定、面阵探测器光谱维和空间维像元中心波长的定标。由定标结果可知,振动试验后光谱仪分辨率为0.40nm,与振动试验前相比没有发生变化;光谱维像元中心波长向长波偏移0.08nm(小于一个像元);空间维像元光谱弯曲(光谱smile)向短波方向弯曲,最大弯曲值为0.96nm,近似于振动试验前光谱弯曲值。由此验证了谱线匹配技术进行星上光谱定标的可行性。
- 赵敏杰司福祺陆亦怀王煜汪世美江宇周海金刘文清
- 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪定标机构设计被引量：5
- 2014年
- 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪(星载仪器)搭载于太阳同步轨道卫星上,应用于定量监测全球空气质量变化以及污染气体的分布输运过程。星上定标是成像光谱仪获取数据定量化应用的基础,星载仪器采用太阳光定标方式和标准灯定标方式进行在轨定标。需对星上定标方式采用的定标机构进行分析和合理的设计,以保证星载仪器在轨定标的可靠性和精度。
- 赵敏杰司福祺江宇薛辉汪世美周海金刘文清
- 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪光谱图像校正方法研究被引量：10
- 2015年
- 星载大气痕量气体差分吸收光谱仪是一种宽视场、高分辨率的成像光谱仪。光谱弯曲和条纹的存在干扰光谱仪的成像质量,影响光谱数据的反演精度,需要在轨对光谱图像进行校正。为此,在地面对仪器的全视场光谱图像校正算法进行研究。通过图像合并方法获得仪器全视场光谱图像,并对光谱图像的光谱弯曲和条纹进行详细的分析,结合仪器的特点提出相应的光谱弯曲校正算法和均匀性校正算法。光谱图像校正结果表明,光谱图像的光谱弯曲、横条纹和斜条纹得到了较好的校正,验证了光谱校正算法的可行性,为仪器在轨光谱图像校正提供了依据。
- 赵敏杰司福祺陆亦怀王煜汪世美江宇周海金刘文清
- 关键词：光谱学光谱图像成像光谱仪
- 机载紫外DOAS成像光谱仪CCD成像电路的设计及实施被引量：7
- 2017年
- 机载紫外DOAS成像光谱仪通过获取大气与地表的折射或散射的紫外光辐射,监测大气痕量气体的分布与变化,其电子学部件的重要组成部分为CCD成像电路。采用帧转移型面阵CCD-47-20为图像传感器,以现场可编辑门阵列(FPGA)为核心控制器的成像电路模块,设计并实现了一套完整的机载紫外光谱仪成像系统。CCD成像电路完成包括CCD驱动时序电路、CCD数据采集电路,接收CCD模拟图像信号产生数字图像信号,将数字图像信号通过差分芯片驱动以低压差分信号(LVDS)传输给机载通讯系统等功能。讨论了机载紫外成像光谱仪的设计过程,并重点讨论了CCD成像电路的设计过程。设计的机载紫外DOAS成像光谱仪系统成像分辨率为0.286°。实验证明满足大气污染气体的观测需求。
- 邱晓晗王煜常振田禹泽司福祺
- 关键词：成像光谱仪
