视场角和定位误差在光谱辐射亮度测量中的影响

为了减小不同光谱辐射计间瞄准区域差异带来的光谱辐射亮度不一致性,讨论了视场角及定位对于测量准确性的影响。通过建立太阳光白板和卤钨灯白板系统光路下的光谱辐射亮度测量模型,分析了不同几何光路视场区域平均辐射亮度与中心辐射亮度的差异。数值模拟表明,太阳光白板光路修正因子仅与视场角大小有关;卤钨灯白板光路修正因子随测量距离增大而减小,距离600 mm时8°和14°视场角的修正因子分别变为0.993 5和0.980 2。最后,实验验证了卤钨灯白板系统下角度误差和位移误差对光谱辐射亮度的影响。结果表明,修正因子对水平方向的角度误差和位移误差呈现非对称性,两侧差异高达2%。因此,依据视场角和几何定位可以对测量结果进行数据修正,有助于提升光谱辐射亮度测量不确定度水平。

扩展光源的辐射亮度及人眼危害

IEC/TR 62471—2:2009《非激光光辐射安全的制造导则》是针对非激光类灯和灯系统做出应用危害等级信息和解释的指南。本文结合IEC/TR 62471—2,讨论了辐射亮度的特性,并对视网膜曝辐限值和光源参数的关系、辐射亮度在危害评价中的各种应用局限,以及光源辐射亮度和空间平均辐射亮度的关系做了阐述和解释。

光谱仪测量离水辐射亮度的方法

概述了利用光谱仪在水面上方进行水表光学特性测量的基本原理与测量方法,以及处理和计算离水辐射亮度?归一化离水辐射亮度及遥感反射比等水表光学特性参数的主要方法?对1998年东海3个站点的测量数据进行了处理和分析,并与剖面法计算结果进行了比较?

基于辐射亮度反演的TDI CCD相机的响应非均匀性校正

分析了TDI CCD的各种噪声,重点研究了响应非均匀性和固定图形噪声对成像质量的影响,通过辐射亮度反演的方法对响应非均匀性进行了校正。实验结果表明,该校正方法能够有效去除响应非均匀性造成的条纹,得到清晰的图像。

天空光辐射亮度测量系统设计

天空光辐射亮度是大气光学特性的重要参数之一,在空间目标探测与识别中有着重要作用。为了获取天空光辐射亮度,评价光电系统探测跟踪空间目标的能力,设计实现了一套天空光辐射亮度测量系统,详细介绍了光信号收集和信号探测部分的工作原理,及系统所应用弱辐射信号探测、辐射计量等关键技术。通过该套测量系统的初步应用及对测量结果分析表明:利用该套测量系统能够准确获取天空光连续光谱(光谱范围从380nm～1100nm)数据,为应用研究提供了更多的光谱信息。

红外目标光谱辐射亮度测试技术

红外目标光谱辐射亮度对于武器光电系统的搜索、跟踪及目标识别都具有重要的应用。以红外辐射理论为基础,在同温度、同波长下采用红外傅里叶分光法并与标准黑体相比较的方法对红外目标光谱辐射亮度进行了测试技术研究,建立了红外目标光谱辐射亮度计量测试装置。根据实验结果分析,该装置在波长范围2.5-14μm,1 000℃、3 000℃、5 000℃、7 000℃四个温度点条件下,测量误差为±1%,在5 000℃、7 000℃时,测量误差小于0.1%。分析讨论了对测量结果产生影响的因素,得出当标准黑体温度与被测红外目标温度不一致时,会给测量带来较大误差;在3.0-5.4μm范围内,分别选用In Sb和MCT两种探测器,产生的偏差为±0.5%。

光谱辐射亮度国际比对与结果分析

基于高温黑体辐射源BB3500M,中国计量科学研究院(NIM)自主研制了第四代光谱辐射亮度国家基准装置,波长范围覆盖220~2 550 nm,以稳定的钨带灯作为传递标准,改善了测量不确定度。黑体辐射源的温度测量溯源至Pt-C和Re-C固定点黑体,在3 021 K采用WC-C固定点黑体进行验证,NIM和全俄光学物理计量院(VNIIOFI)之间的测量偏差小于70 m K。采用新基准装置,NIM参加了光谱辐射亮度国际APMP-PR. S6比对。NIM研制了两套入射光学系统,成像倍率分别为0. 58和1. 00,立体角为0. 006 sr和0. 008 sr,采用两套系统复现光谱辐射亮度量值的差异小于±0. 40%。APMP-PR. S6比对结果表明:在紫外、可见和近红外波长范围,NIM与参考值的平均相对偏差分别为0. 59%、0. 44%和0. 34%。全部波长范围的平均相对偏差0. 46%。在250 nm、400 nm、800 nm、2 500 nm波长,光谱辐射亮度的测量标准不确定度分别为0. 95%、0. 50%、0. 41%和0. 80%。从而验证了第四代光谱辐射亮度国家基准装置的准确性和可靠性。

MODIS数据在测量地物辐射亮度和反射率特性中的应用

以往用户利用 MODIS数据研究最多的领域是区域以至全球尺度的环境变化 ,而利用 MODIS数据来定量测量地物参数 (如辐射亮度和反射率 )的研究却很少 ,这主要是因为 MODIS数据的空间分辨率低 ,容易造成像元不纯从而影响到数据的精度。但是由于 MODIS数据作为目前光谱辐射精度最高的遥感数据源 ,对于探索遥感定标以及定量遥感具有重要意义。如果所研究地物面积匹配于 MOIDS数据的空间分辨率时 ,那么 MODIS无疑是最好的数据源之一。本文详细讨论了 MODIS数据参数定标原理和在测量地物辐射亮度和反射率中的应用 ,并用 L andsat- 7数据作为参考 ,验证了 MODIS用来测量地物参数的可行性。

基于月球真实辐射亮度的月球模拟器光学系统设计

为了满足月球模拟器辐射亮度和特定月相模拟的技术要求,针对传统的月球模拟器基于太阳模拟器工作原理只能实现月球辐照度的模拟,提出了一种基于月球真实亮度模拟的月球模拟器光学系统设计方案。结合月球模拟器的技术指标,使用LED拟合光源作为设计核心,根据月球照度、太阳光谱和人眼视觉函数计算出月球真实辐射亮度,设计符合真实亮度要求的月球模拟器光学系统并利用lighttools软件对LED拟合光源进行辐射亮度仿真。根据特定月相模拟以发光面圆心为基准的设计理念,阐述了发光面圆心位置转换的测试方法,并对精度进行分析。试验与仿真结果表明:月球模拟器光学系统可实现真实亮度模拟以及圆心位置精确定位。

天空背景辐射亮度测量与研究

天空背景辐射亮度在空间目标探测与识别中有着重要作用,为了对其进行研究,介绍了天空背景辐射参数测量系统,与法国CIMEL公司研制的CE318太阳辐射计进行对比实验,取得了较好的一致性。利用天空背景辐射参数测量系统,在空间某目标过境时段,对其运行轨道上的天空背景辐射亮度参数进行了测量,通过对数据分析与研究,初步得出了该空间目标过境时段轨道上的天空背景辐射亮度参数变化特征,为应用研究提供了重要信息。

SPOT数据反演地物辐射亮度和反射率的基础研究

以往用户对于SPOT卫星数据的应用主要针对其高空间分辨率的特性,但是因SPOT卫星传感器的波段数和波长范围有限,故利用SPOT数据进行定量遥感分析(如地物辐射亮度及反射率)的应用研究较少。然而,利用SPOT数据进行地物辐射亮度和反射率的测量也有其高空间分辨率的优势,可以更精细地分辨各类地物的细节,降低混合像元对于定标分析的影响,提高定量遥感分析的准确度。本文将就SPOT数据的辐射校正原理及其在反演地物辐射亮度和反射率方面的应用开展基础性研究,对于SPOT卫星数据的定标参数读取提供了相应的方法,选取了几种比较典型的地物进行数据分析,并利用Landsat-7数据作为参考,评价SPOT数据测量地物辐射参数的可靠性和应用效果。

硫酸钡漫反射板在250～400nm光谱辐射亮度标定中的应用研究

表面喷涂硫酸钡的漫反射板正入射时是最接近朗伯特性的用于标定光谱辐射亮度的实用漫反射板。通过实验测量硫酸钡漫反射板 2 5 0～ 4 0 0nm的半球反射率和双向反射分布函数表明 ,实测的双向反射分布函数与假定漫反射板为朗伯表面根据测量的半球反射率计算的双向反射分布函数的相对差值为 6 7% ,实测的双向反射分布函数随散射角的变化可达 2 8%。为提高光谱辐射亮度标定的准确性 ,考虑双向反射分布函数的微小变化和漫反射板上的光谱辐射照度的不均匀性 ,通过对光谱仪视场内每一小面元积分 ,最后可精确求得所测光谱辐射亮度 。

红外辐射亮度的RBF网络建模及其光谱发射率估计

建立一种基于RBF神经网络的目标红外辐射亮度建模方法,进而实现对目标光谱发射率的估计。通过FTIR光谱仪测量目标表面3~14μm波段的红外辐射特性,亮度光谱会受到二氧化碳、水蒸气等的吸收及大气辐射的干扰。文中首先结合红外传输理论选择有效学习样本;然后基于RBF网络对样本进行充分学习,建立目标红外辐射亮度模型;利用所建模型估计大气吸收和杂散干扰波段的亮度,最终计算出较完整的目标光谱发射率。黑体测试结果与理论发射率比较,最大相对误差为1.5%。测温验证的结果也表明文中所建的RBF神经网络可以有效地对目标光谱发射率进行估计。

月球表面多通道辐射亮度温度的模拟与月壤厚度的反演

为模拟月球表面辐射亮度温度,由月球表面数字高程和月壤厚度实测点数据建立月球表面高度与月壤厚度的一种对应关系,构造了全月球表面月壤厚度的分布．根据月球表面现有的观测数据,给出月球表面温度随纬度的变化．这样,由起伏逸散定理,模拟计算了一平行分层月壤多通道微波辐射亮度温度的月球表面分布,为现有的多通道微波辐射技术探月提供一个范例．以此辐射亮度温度模拟分布为理论观测值,推导了用三个通道辐射亮度温度反演月壤厚度,并分析了反演误差随月壤介电特性、TiO2+FeO含量等参数可能的变化．

大型地面目标红外辐射亮度外场模拟系统

为实现大型地面目标红外辐射亮度的外场模拟,研制了一套红外辐射外场模拟系统。采用一种电加热布作为红外辐射材料,将其粘贴于长方形充气靶表面,通过温度控制系统控制电加热布表面温度来实现红外辐射亮度的外场模拟。为提高模拟精度,采用长波热像仪作为温度控制系统中的一个环节,建立了热像仪测温结果与温控系统设定值及环境温度之间的关系公式,为给定辐射亮度条件下红外辐射材料表面温度的设置提供参考。另外,也考虑了靶场环境对红外辐射材料辐射亮度的影响。大量外场试验证明,提出的方法能够在一定精度范围内实现目标红外辐射亮度的外场模拟,其模拟精度换算为辐射温度约为2℃。

动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步技术

分析了轻气炮实验中飞片速度漂移带来的冲击波到达样品/窗口界面时刻漂移问题、主要影响因素以及动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时序要求,采用镀膜光纤探针作为同时测量实验中动态发射率测量照明光源的触发装置,设计了光纤探针-样品之间的距离,并对设计余量进行了简单分析,解决了同时测量实验中的时间精确同步问题。在2发动态考核实验中,设计的飞片速度为4.1km/s,实测飞片速度漂移量分别为70和210m/s,动态发射率测量信号按照实验预期叠加在了样品/窗口界面热辐射信号平台之上,时序控制能够满足动态发射率与辐射亮度同时测量实验中的时间精确同步要求。

目标红外波段辐射亮度差通用计算方法

在采用NETD计算红外热像仪的探测距离时,需要计算目标在热像仪探测波段范围内的辐射亮度差。提出了一种红外波段目标的辐射亮度差通用计算方法,可提高利用NETD计算热像仪作用距离的准确度。

(50～500)cd/m^2亮度水平下的光谱辐射亮度标准

介绍了一种使用溴钨标准灯、烟熏MgO漫反射白板、国家光强度副基准及国家色温度副基准建立 (5 0～ 5 0 0 )cd m2 亮度水平下光谱辐射亮度标准 (380～ 780 )nm的方法。解决了彩色监视器、彩色显像管、彩色液晶屏的光谱、色度及亮度测量的计量标准问题。

辐射亮度相对论性变换关系的研究

用一个简洁的方法推出辐射亮度相对论性变换关系 对于热辐射 ,在光学厚和光学薄的情况下 ,一个温度为T ,视向运动速度为 βμ的天体 ,其观测温度都是为 [γ(1- βμ) ]- 1T ,即向着观测者运动的天体所观测的热辐射温度要比它远离观测者时高 ;而对于高同步加速非热辐射 ,在光学薄的情况下 ,辐射强度变化因子为γ[γ(1 βμ) ]- 3-α,而在光学厚的情况下 ,变因子为γ(1- βμ) - 1/2 类似地 。