相位检测法定镜自适应校正技术

为保持傅里叶变换光谱仪在动镜运动和外界震动等恶劣条件下动镜和定镜间的准直性,采用了相位检测法检测准直性误差的定镜自适应校正技术。介绍了相位检测法的基本原理和实现自适应校正的途径以及自适应校正系统的基本结构。采用高速压电倾斜镜作为驱动补偿元件,分析了相位检测精度对校正精度的影响。实验结果表明,采用自适应校正后系统干涉效率明显提高。

风云三号(A)气象卫星红外分光计大气透射率计算试验

利用GENLN2逐线光谱透射率数据库和RTTOV7快速辐射传输模式,计算了风云三号A星(FY-3A)红外分光计(IRSR)的快速透射率系数,在此基础上计算了IRSR的通道大气透射率和权重函数.结果表明IRSR大多数通道权重函数分布曲线与HIRS/3相应通道趋于一致,通道能量贡献峰值高度(气压层)与设计要求基本符合.

新型红外空间遥感用傅里叶变换光谱仪

为了研制红外空间遥感用傅里叶变换光谱仪,将其作为风云三号、四号气象卫星的有效载荷,在比较国外各种航天工程项目中傅里叶变换光谱仪机械扫描方案的基础上,提出了一种新的机械扫描方案。它利用光通过平行平面镜组时光程随入射角度的改变而变化这一特性,同时把两支光路的光程改变量关联起来。该方案只使用平面反射镜,对于运动部件的精度要求比较低,对倾斜、磨损等不敏感。就国内的具体技术条件而言,这种方案是切实可行的。

傅里叶变换光谱仪中干涉信号的畸变

简要论述了傅里叶变换光谱仪的测量原理,详细说明了几种产生干涉信号畸变的原因,分析了它们在干涉图上的具体表现,并在计算机上仿真得到相应的畸变干涉信号。另一方面,利用一台自行研制的环境适应性相当好的傅里叶变换光谱仪,观察到了与前面所论述的畸变相接近的干涉图,从而验证了分析结论的正确性。由此可见,自行研制的傅里叶变换光谱仪尽管方案正确、性能优越,但还需要在许多方面作相应的改进。

基于FPGA的帧转移面阵CCD驱动电路设计

针对e2v公司的CCD67BackIlluminatedNIMO型CCD,对其驱动能力进行详细的分析;选用LM117T和LM317T设计CCD所需的偏置电压;DS0026来完成设计CCD驱动器;Altera公司的可编程逻辑器件EPF10K30RI240-4来设计CCD的驱动时序。实验结果表明,设计的CCD驱动电路可以满足CCD的各项驱动要求。

干涉式大气垂直探测仪中面弹簧的有限元分析

面弹簧是干涉式大气垂直探测仪中的精密部件,系统要求其在工作过程中具有较大刚度比和足够的轴向行程。利用有限元分析方法对面弹簧进行了优化设计。通过对比不同缝形面弹簧在轴向拉伸过程中的轴向刚度、径向刚度、刚度比,确定了螺旋缝形是相对最优缝形。进一步对螺旋缝形面弹簧做了系统分析,得到了螺旋缝形面弹簧中的基圆半径、螺距、旋转角度、指数、直径、开缝数、簧片厚度、材料的杨氏模量等参数在面弹簧轴向拉伸过程中,对其轴向刚度、径向刚度、刚度比的影响规律。根据有限元分析结果最终确定一组最优参数值r0=20 mm,a=20/π2mm/rad,θ1=πrad,b=2,=200 mm,n=3,t=0.2 mm,E=1.3 e11 Pa,并据此加工成实物。对实物的实测结果表明,螺旋缝形面弹簧具有的轴向行程和较大的刚度比达到了设计目标,验证了有限元分析结果的准确性和合理性。

凝视型地球辐射探测仪的辐射标定技术研究

凝视型地球辐射探测仪是我国的新型空间应用遥感仪器,仪器具有全波探测通道和短波探测通道,采用腔体探测器,对地凝视观测,视场覆盖地表边缘,用于从空间的低轨道卫星平台测量地球辐射出射总量,提供地球辐射收支信息.作为定量化应用的遥感仪器,对仪器提出了高精度的定标需求,本文结合仪器的设计特点,提出了使用辐射标准传递方法,先用黑体标定凝视型地球辐射探测仪全波腔体探测通道,继而用全波通道标定积分球,再用标定好的积分球对凝视型地球辐射探测仪短波探测通道进行标定的办法,提高了短波探测通道的辐射标定精度.

傅立叶变换光谱仪信号调制度下降的分析

从理论上分析了一些引起傅立叶变换光谱仪信号调制度下降的原因 ,具体的就平面镜面形、偏振态、探测器横向位置偏移、平面镜倾斜、角锥反射镜顶点之间的横向偏移等作了一定的分析 ,得到了几个重要的公式 ,并就这些公式的用途作了简短的说明。

一种傅里叶变换光谱仪动镜速度测量系统

介绍了一种基于FPGA的傅里叶变换光谱仪动镜速度测量系统。该系统利用迈克尔逊干涉仪,通过光电转换将干涉条纹转换为干涉脉冲电信号,用干涉脉冲计数的方法测量动镜的运动速度,采用FPGA实现了干涉脉冲的数字滤波、动镜运动方向判别、干涉脉冲计数并利用FPGA片内RAM实现了数据的实时存储,具有实时性好、集成度高的优点。给出了实测的动镜速度曲线。

CCD视频信号处理电路设计

针对e2v公司的CCD67 Back Illuminated NIMO型CCD,设计其视频信号处理电路,包括:前置放大电路、相关双采样(CDS)电路以及低通滤波电路等。实验结果表明,设计的CCD视频信号处理电路能够达到去除噪声、提取有用信号的目的。

干涉式大气垂直探测仪光学基板的轻量化设计

采取在光学基板背面挖减轻孔的方法来实现对干涉式大气垂直探测仪的光学基板进行了轻量化设计。通过有限元分析的方法首先确定最合理的减轻孔个数,然后采用有限元参数优化的方法对减轻孔的长、宽两个设计参数进行了优化,从而获得光学基板的最佳设计方案。轻量化后光学基板的质量减少到了原来的25%,因此光学基板的轻量化设计为今后航天仪器光学基板结构的设计提供了理论依据。

傅里叶变换光谱仪准直性误差检测技术

克服准直性误差对傅里叶变换光谱仪光谱性能的影响是研制傅里叶变换光谱仪的难点,定镜动态校准技术是解决该问题的好方法,而准直性误差检测是实现动态校准技术的关键。介绍了一种基于相位检测的傅里叶变换光谱仪准直性误差检测装置,该装置采用相位检测法实时检测动镜倾斜角,并用 FPGA 实现了相位检测算法,具有实时性好、测量精度高的优点,为实现动态校准系统打下了基础.给出了实测的动镜动态倾角曲线.

FY-3A气象卫星大气垂直探测仪器数据几何位置匹配试验

随着卫星搭载的有效载荷数目的增加,卫星数据种类也不断增加,利用有限的数据资源获得多种卫星或多种仪器遥感数据源的信息,可以增强对目标物的检测与识别能力,提高卫星遥感应用的精度、范围和效率。以风云三号气象卫星L1级模拟数据为基础,用建立匹配查找表的方法进行红外分光计、微波温度计、微波湿度计三个大气垂直探测仪器的数据几何位置匹配技术研究,把三个仪器的观测资料统一匹配到红外分光计的观测格点上,并对匹配前后的资料进行了分析。匹配结果表明,当微波湿度计观测资料匹配到与其分辨率相差不大的红外分光计格点上时,其探测资料的精度损失不大,基本上保持了原有分辨率上观测资料的数据分布信息。而当微波湿度计观测资料匹配到与其分辨率相差较大的微波温度计格点上时(从15km分辨率匹配到50km分辨率上),总的数据信息损失不大,只有一些较细致的数据纹理信息有所损失,匹配后的观测资料为卫星大气垂直探测提供了良好的数据基础。

我国新一代极轨气象卫星红外分光计真空辐射定标试验

为了测试红外分光计红外通道的辐射探测性能,确定仪器地面参考定标系数,为分析反演产品误差提供依据,星载仪器的地面定标是仪器上星前必须要做的一项重要工作。基于我国新一代气象卫星红外分光计热真空定标试验数据,利用仪器通道接收的入射辐射与其输出信号值的相关特性,采用统计回归方法,建立了二者之间的转换关系,得到了热红外通道的定标系数,分析了红外分光计红外通道输入辐射量与输出信号的非线性响应。当目标黑体温度为290 K时,计算了仪器的灵敏度。结果表明：红外分光计存在一定的非线性响应,在220~330 K的目标温度范围内非线性偏差大都在0.4 K以内,仪器灵敏度达到了设计指标要求。

大气探测红外分光辐射计Ⅱ型模样

报道了大气探测红外分光辐射计Ⅱ型(ASIS-2)模样,它具有20个通道,可以从卫星探测大气温度廓线和水汽垂直分布.它与美国TIROS-N/NOAA气象卫星上的高分辨率红外辐射探测仪(HIRS)相比,在光学、电子学和机械等方面都作了改进.其仪器灵敏度优于HIRS-1仪器,而与HIRS-2接近.它具有可增加2个红外通道和多个可见光通道的潜力.

干涉式大气垂直探测仪支撑面弹簧缝形的优化设计

通过对面弹簧进行有限元分析计算,得到螺旋线缝形面弹簧各参数 r0、a、θ1、b 在轴向拉伸不同位置时,对其轴向刚度 Kx、径向刚度 Ky、刚度比 i(i=Ky/Kx)的影响规律,从中可以选取一组合理的参数值,使面弹簧轴向刚度 Kx小、而使径向刚度 Ky大、刚度比 i 大、环境适应性最强的面弹簧。有限元分析方法为设计满足要求的面弹簧,提供了理论基础。

应用Winograd傅氏变换算法计算傅里叶光谱

讨论了Ｗｉｎｏｇｒａｄ傅里叶变换算法的优点，通过计算表明，将其应用于傅里叶变换光谱的具体算法时，与计算的具体过程相结合。

HgCdTe长波光电导探测器的电路设计与噪声分析

从探测器电路的性能指标出发,在HgCdTe长波光导探测器工作特性分析的基础上对探测器的电源滤波、偏置电路以及前置放大器的电路设计进行了讨论,并在此基础上对电路进行了噪声分析和实验。

基于USB2．0的高速实时图像数据采集系统

为了实现高速且实时的图像数据的采集,设计了以FPGA为控制器的基于USB2．0的图像数据采集系统。该数据采集系统可应用于常用的工业总线标准RS-422、串行数据总线标准RS-232以及1553B总线的图像数据采集。在具体使用中,数据为两个通道RS-422总线标准串行输入的图像数据。通过FPGA内部编程实现数据串转并,异步数据的接口,以及系统的时序与功能的逻辑设计。系统与主机之间采用了cypress的EZ-USB FX2的USB2．0的接口芯片Cy7c68013,该芯片包括slave FIFO和GPIF两种工作模式,文中也探讨该两种工作方式之间的异同以及优劣。

关于分光技术的新设想

本文在对经典迈克尔逊傅里叶干涉光谱仪和静态无动镜双光源傅里叶干涉光谱仪分析讨论的基础上,提出了一种包含上述两种分光技术优点的分光技术:静止时间调制傅里叶分光技术。