针对天空背景亮度测量的弱信号检测

天空亮度分布在大气光学领域有着重要的应用。随着天空亮度测量仪器的迅速发展,对测量的精度和工作稳定性的要求也越来越高。为了提高测量仪器的动态测量范围,需要实现对探测器输出的弱信号的高精度测量。讨论了用高精度运算放大器对弱信号进行放大滤波处理,并采用一种低噪声高精度Δ-Σ型模数转换器(ADC)来解决探测器中弱信号高精度测量的设计难题,为天空背景亮度测量仪器的研制,特别是为在设计中常面临的弱信号的高精度检测提供了一种解决问题的有效途径。

白天天空背景对昼夜大气相干长度仪数据影响

昼夜大气相干长度仪实现了全天候连续观测恒星,是一种大气相干长度的常规观测仪器。主要分析了白天天空背景光引起的大气相干长度测量误差,提出了适合于工程应用的图像消噪方法,并进行了数值仿真,结果表明:该消噪方法能有效抑制白天天空背景引起的图像传感器噪声,使其在最大天空亮度观测3.5等星时所引起的大气相干长度测量误差减小到1.434%,扩大了选星跟踪范围,证实了该消噪方法应用于提高仪器测量精度的可行性和白天星像质心提取的准确性。

全天空背景亮度测量仪的研制

天空亮度分布是指大气层内散射光亮度的空间分布,对空间目标识别以及大气辐射传输等理论研究有重要的应用价值。研制了一台全天空背景亮度测量仪,将32个光电探测器均匀分布在球形支架表面,可实现对天空各个方位背景辐射亮度的瞬时测量。先介绍了仪器的工作原理、结构组成和研制方案。再利用绝对定标方法对仪器进行辐亮度定标。通过进行实地测量并将实测数据与MODTRAN5理论计算结果对比分析。结果表明:仪器工作性能稳定,在所测光功率范围内线性度良好,得到各个方位的天空亮度值与真实天空亮度分布的变化相符。该仪器具有较高实时性,测量数据可靠,可以满足科研与实际应用需求。