遥感式汽油车排放有害气体检测仪国家计量检定装置的建立和考核

介绍了遥感式汽油车排放有害气体检测仪国家计量检定装置的建立和考核方面的内容;阐述了该项计量标准考核(复查)申请书、计量标准技术报告的填写,指导和帮助全国该领域技术人员完成此项考核工作。

煤矿井下遥感式激光甲烷检测仪温度影响试验研究

通过对遥感式激光甲烷检测仪测量原理的分析,采用半导体制冷器温控技术,结合带有Smith预估算法的模糊PID温度补偿算法,探究了遥感式激光甲烷检测仪对温度变化的抗干扰性能,并进行试验验证。结果表明:温度补偿优化前,样品在0~40℃环境温度条件下测量最大相对误差达到13.98%,且随着温度上升,相对误差呈增大趋势;采取了温度补偿技术措施后,样品测量的最大相对误差仅为3.91%,测量精度得到显著提升。

推扫式遥感相机超满阱大动态范围成像

为了提高推扫式遥感相机的动态范围,对应用DTDI(Digital domain Time Delay Integration)技术并采用固定积分级数的成像方法以及高动态范围图像的显示方法等进行研究。首先介绍了DTDI技术基本原理,然后利用该技术突破传统模拟域TDI的满阱电荷限制,获得更高深度、更大动态范围的灰度图像数据,进而拓展了推扫式遥感相机的动态范围。最后结合图像熵和图像灰度分布方差构造评价函数,并将其作为判据选择被关注目标高动态范围图像的最优显示窗口,将信息量最大、层次最为丰富的区间自动显示出来。计算和实验结果表明,当固定积分级数为64的时候,推扫式遥感相机的动态范围可以有效地提高36.124dB;基于评价函数的显示窗口自动选取方法较人工选择能够更加快速、准确地显示最优结果。本文提出的方法能够基本满足推扫式遥感相机领域大动态范围成像及选择显示的需求。

利用LSF实现推扫式遥感相机的自动调焦

为实现推扫式遥感相机自动调焦,结合推扫成像的特点提出了利用LSF作为图像质量评价函数来指导自动调焦的方法。该方法利用了LSF和MTF的傅里叶变换关系。经过边缘检测后,搜索刀刃边缘区域,提取边缘扩散函数ESF,并通过求导得到像元尺寸级的LSF;然后利用最小二乘法作LSF的曲线拟合得出亚像元尺寸级的LSF,并且由LSF的重要参数σ得到图像质量评价值(IQE)指导推扫式遥感相机的自动调焦过程;通过实验对该方法的准确性和实时性做了验证,并给出了调焦精度的计算方法,最后利用IQE改变步距的爬山坡法实现调焦过程,提高了对焦速度及可靠性。实验结果表明:调焦精度可达到0.1倍焦深,调焦一次动作不超过0.2 s。说明该方法在实时性和准确性的方面都得到了较好的体现,为推扫式遥感相机实现自动调焦提供了可能性。

推扫式多光谱遥感相机动态范围拓展方法

为了提高推扫式航天遥感相机的动态范围,对TDI-CCD(Time Delay Integration-Charge Coupled Device)的全色谱段和多光谱谱段积分级数的特殊设置方法、相应图像的插值与融合方法进行研究。首先,介绍了常见的TDI-CCD的像元尺寸和谱段构成等参数,以及现有高分辨率多谱段融合图像的获取方法,分析了常规的积分级数设置规律。接着,提出在提高全色谱段的积分级数,降低多光谱谱段积分级数的情形下,分别获取各个谱段的灰度数据,为提高相机的动态范围提供原始数据。最后,针对性地提出了图像的融合、插值算法,可以得到高动态范围、高分辨率的全色图像。实验和计算结果表明:该方法能够有效提高相机的动态范围,当P谱段积分级数提高2倍,全色谱段降低为原来的1/4时,最终获取的融合图像动态范围可以提高18.06 dB。基本满足应用单排TDI CCD提高推扫式航天遥感相机动态范围的要求。

利用CCD拼接实现推扫式遥感相机的自动调焦

根据空间推扫式遥感相机CCD的拼接结构,提出了利用CCD重叠区域的图像指导自动调焦的方法。首先,介绍了空间推扫式遥感相机的CCD拼接结构;根据推扫式成像的特点,利用具有并行处理数据能力的现场可编程门阵列(FPGA)同时接收多个CCD重叠成像区域的图像数据,并计算图像质量评价值。然后,选取图像质量评价值最大的3个重叠区域作为表决调焦方向的依据。最后,通过实验分析说明了本方法的可行性。试验中,相机的推扫频率为10kHz时,调焦一步的时间为0.2s,表明本文的调焦方法具有较好的实时性。提出的方法为空间推扫式遥感相机的在轨自动调焦提供了可行依据。

推扫式航空遥感器像移补偿精度的分析

为分析飞行器的速度、航高、姿态角与姿态变化对推扫式航空遥感器成像质量的影响，采用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法建立了系统的像移模型，计算遥感器像移补偿的精度。分析了平移与旋转运动所引起像移的特点，通过运动的分解建立了推扫式航空遥感器的像移模型；以两组工作参数为条件，分析速高比、姿态角与姿态变化对像移的影响，并提出相应的像移补偿方法。应用蒙特卡罗法，依据与模型相关变量的误差分配，计算推扫式航空遥感器像移补偿的精度。在满足表3的误差要求，速高比为0．3～0．5（1／s），TDI基数不超过32级的情况下，像移补偿残差的3σ值为16μm，达到了遥感器的指标要求。

推帚式航天遥感器CCD航向调制传递函数的讨论

从遥感器获取的数据质量观点出发 ,把遥感图像中几何质量和辐射质量两大质量指标与航向MTF结合起来 ,讨论了沿航向CCDMTF的选择与确定 .

焦面帘幕式快门对画幅式航空遥感器成像畸变的影响

针对胶片型画幅式遥感器倾斜成像时产生图像畸变、在航拍后图像处理中景物无法拼接的问题进行了研究。介绍了该遥感器所采用的焦面帘幕式快门的工作原理,分析了遥感器在飞机姿态变化时的像移补偿。由于在曝光过程中的像移补偿误差使地面景物在像面上存在像移、以及焦面帘幕式快门的分时曝光特性,使地面景物变形,导致图像畸变。通过对产生畸变原因进行分析、计算,给出计算图像畸变量的公式,为航拍图像后处理时校正图像畸变提供技术支持。

异步推扫式遥感立体成像仿真系统

对三线阵CCD推扫式遥感立体成像方式进行了讨论,研究了推扫式遥感成像模型中的光学共线方程成像模型,分析了地形地貌梯度对推扫式遥感成像过程的影响。最后,在基于不变轨和固定姿态的前提下,以高斯合成曲面模拟三维地形地貌梯度,用数学仿真的方法验证了地形地貌梯度对推扫式遥感成像精度的影响,并结合嫦娥一号数据进行了分析。实验结果表明:推扫式遥感立体成像过程中,地形地貌起伏的梯度变化在飞行方向上引入了相邻轨图像的信息重叠或遗漏,在推扫方向上引入了投影误差。

“三维定向”监测方法在机动车排气固定垂直式遥感监测中的运用

针对城市道路机动车保有量迅速增加、尾气污染日益凸显、管控压力不断加大的现状,文章结合城市高排放车辆筛选与整治、融合尾气遥感检测、重型柴油车黑烟视频抓拍以及道路环境空气质量实时监测等多种技术手段,为城市机动车污染监管体系的建立和完善,提供实用高效的监测技术保障和充足有效的监测数据支撑。

星上多通道遥感图像的实时合成压缩

针对星上图像整合电路工作频率过高而造成的成像系统工作不稳定的问题,讨论了相机结构的改进,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)平台实现星上时间延迟积分CCD(TDICCD)遥感图像实时合成压缩的方法。介绍了星上多通道遥感图像实时合成压缩的原理。针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点,使用改进的JPEG-LS压缩算法;通过自适应量化动态地控制码率,在FPGA硬件平台上实现了图像数据的实时合成压缩。试验验证结果表明,在无损压缩和2倍压缩时,系统主时钟从原来的100MHz分别降低为80MHz和64MHz,整合电路的工作稳定,恢复图像的峰值信噪比(PSNR)满足大于80dB的要求。提出算法的存储量小,处理每行的平均时间为57.5μs,小于相机的最小行周期63μs,满足实时性要求。本文系统可靠性高,算法稳定,实现了星上多通道时间延迟积分CCD相机内部的实时合成压缩。

缺少控制点的卫星遥感对地目标定位

从单线阵推扫式传感器的成像机理出发 ,利用 6个卫星轨道开普勒参数和 3个传感器姿态角建立了推扫式卫星遥感影像坐标与其地面点在地心坐标系下的坐标关系式 ,即构像方程。按照所建立的构像方程 ,对某地区一景SPOT 5影像进行对地目标定位 ,获得了实地上 83 .3 92m的平面精度 ;利用单个地面控制点对卫星轨道开普勒参数和传感器姿态实施调整后 ,目标定位精度提高到 1 4.2 1 7m。试验证实 ,所建立的构像方程是正确的 。

一种基于DSM和DOM的地理信息数据采集方法

针对航摄影像立体采集和人工外业测绘等方式的人员投入大、数据采集效率不高问题,本文通过数字正射影像图(DOM)数据、数字表面模型(DSM)数据及DOM数据生产过程中产生的辅助数据进行再利用,探索推扫式数据中高大地物的倒伏特点,解决数据生产过程中产生的投影差问题,形成了一种新的数据采集技术,并通过生产验证。试验结果表明这种方法打破了传统采集方式的束缚,不受软硬件和人员技能的约束,不仅能够实现基本比例尺地形图测绘功能、新型基础测绘地理实体采编功能,还可以实现建模数据采编功能。

石灰石取料机自动控制升级改造

桥式石灰石取料机纠偏装置的好坏直接影响取料机的安全运行,采用可靠的纠偏装置可以提高取料机可靠性,采用遥感测温、断链检测可监控取料机的运行状况,本文介绍石灰石取料机自动控制升级改造经验。

多通道航天相机内部的图像实时合成压缩

提出了一种基于FPGA(Field programmable gate array)平台实现的星上时间延时积分电荷耦合器件(Time delay integrate charge coupled device,TDICCD)遥感图像实时合成压缩方法。首先,在信号的处理流程上进行创新。然后,针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点,采用一种改进的、无需训练的、基于LMS(Least mean square)的自适应预测编码方法进行合成压缩。最后进行试验验证,结果表明:本文算法在对图像进行无损压缩和2倍压缩时,系统主时钟从110MHz分别降低为80 MHz和60 MHz,恢复图像的PSNR(Peak signal-tonoise ratio)至84dB以上;处理每行的平均时间为57.3μs,小于相机的最小行周期63μs,满足实时性要求。

TDICCD像元非均匀性对图像压缩的影响

为了验证星上遥感图像实时非均匀性校正的必要性,对TDICCD像元非均匀性对遥感图像压缩的影响进行了深入研究,并利用FPGA设计了一套实时非均匀性校正系统。首先分析TDICCD像元非均匀性产生原因,以及非均匀性对后续图像压缩影响的原理,并根据星上实际应用的条件,提出了一种保留增益的单点非均匀性校正算法,该方法即保留了2点校正算法适应性强的优点,又克服了星上2个标准源难以实现的缺点。最后进行实验验证,结果表明非均匀性优于1%,并将校正前后的图像分别进行了图像压缩,对压缩效果进行了比对,无损压缩时,像元非均匀性校正后,压缩比提高1.5倍左右;有损压缩时,PSNR提高4 d B以上,表明了星上实时图像压缩的必要性,以及本文系统和算法的可行性。

星上多通道TDICCD相机内部的图像实时合成压缩

为了解决星上图像整合电路工作频率过高而造成的成像系统工作不稳定的问题,在相机的结构上进行创新,提出了一种基于FPGA平台实现的星上TDICCD遥感图像实时合成压缩方法。首先,介绍了星上多通道遥感图像实时合成压缩的原理;然后,针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点,采用基于行的2D-DWT整型提升算法,提出了比特平面和编码过程全并行的EBCOT结构,实现了在对图像数据进行整合的同时进行图像的近无损压缩;最后,搭建试验平台进行验证,结果表明,在无损压缩和2倍压缩时,系统主时钟从原来的100MHz分别降低为80MHz和64MHz,系统稳定,恢复图像的PSNR可以达到84 dB,满足大于80 dB的成像质量要求。处理每行的平均时间61.2μs小于相机的最小行周期63μs。算法稳定可靠,实时性好,实现了相机内部的合成压缩,满足实际工程需求。

甲烷羽状流水体声学探测及气体运移通量测算

探测海底天气渗漏活动形成的甲烷羽状流,研究其基本特征和分布,具有重要的资源和环境效益。目前对于海底甲烷羽状流的声学探测主要以船载单波束和分裂波束声呐系统为主,而多波束声呐系统的声学图像分辨率较高,覆盖宽度较大,具有良好的应用前景。对于单个或少量甲烷羽状流气体运移通量的测算,多采用声学原位观测,即通过ROV携带声呐探头或在海底固定安装特定声呐系统的方式实现。对于某一海域海底天然气渗漏总量的测算,多采用走航式声学遥感观测,其核心是建立由甲烷羽状流体积反向散射强度反演其气体运移通量的模型。

星载光学图像系统目标定位算法研究

基于单线阵推扫式传感器的成像机理,利用卫星状态矢量和传感器姿态角,建立推扫式卫星遥感影像坐标与其地面点在地球坐标系的严格数学模型。以国内某卫星为参照,对某地区一景影像进行对地目标定位。试验表明,所建立的构像方程是正确的,在卫星遥感对地目标自动化定位及精确打击中有较好的应用前景。