Radiation Cross Calibration Based on GF-1 Side Swing Angle

Radiation cross-calibration is an effective method to check and verify theaccuracy and stability of sensor measurements. Satellites with high radiation accuracy areused to calibrate satellites with low radiation accuracy. In order to ensure the reliability ofthe radiation cross-calibration method, we propose to obtain the gain and offset of theGaoFen-1 satellite by linear regression after the radiation cross-calibration of the satellitewith low precision and compare with the official coefficient. Finally, we get therelationship between the error in radiation cross-calibration results and side swing angle.The linear correction coefficients of each band are: 0.618, 0.625, 0.512 and 0.474. Theresults show that after the method is corrected by the linear correction coefficient, theerror caused by the side swing angle during the cross-calibration of the orbital radiation isreduced. The accuracy of radiation cross-calibration is improved, the frequency ofcalibration is improved and the requirements of remote sensing applications in the newera are adapted.

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。

环境星CCD数据大气校正研究

利用6S模型和同步气象资料,对国产环境与灾害监测预报小卫星HJ-1 A的CCD1传感器数据进行了大气校正和反射率反演。同时对CCD1传感器1～4波段大气校正前后的反射率变化进行了对比研究,发现大气校正后的1～3波段的地面反射率明显降低,4波段的地面反射率升高;利用同步野外实测地面数据对大气校正后的反射率数据进行了检验,两者结果基本一致;此外,还进行了定量化误差分析,以同步野外实测地面数据作为标准,将大气校正后的反射率数据与之对比,分析了可能带来误差的原因。结果表明,利用6S大气校正方法能够有效去除HJ-1 A星CCD图像的大气影响,获取地物绝对反射率。

CCD成像电子学单元光电参量测试系统

针对空间光学相机重要组成部分的CCD成像电子学单元的光电参量测试需求,介绍了CCD成像电子学单元光电参量测试必要性,提出了对CCD成像电子学单元光电参量进行系统测试的试验方案,并设计、研制了测试装置。对于该装置进行了系统调试与标定,得到单色仪波长定标系数为1.003 29,并对CCD成像电子学单元辐射性能测试中积分球的稳定性及均匀性进行了测试,测试结果满足要求。通过标准探测器标定待测探测器,得到待测探测器的相对光谱响应度。整套装置满足测试要求。

CBERS-1卫星CCD相机零级图像处理研究

CCD相机是CBERS - 1卫星上的主要有效载荷之一。利用其接收的可见光和近红外谱段的图像 ,可以在国民经济的各个生产部门 ,诸如国土资源调查、农业、林业、地矿、水利、环境、生态等方面得到广泛应用。但是由于探元和光学系统成像的物理机制和各种干扰等因素影响 ,地面接收到的数据必须经过处理才能应用。文章介绍的内容就是将这种图像数据经图像预处理 ,得到零级图像 ;经过相应的辐射校正 ,得到一级图像 ;经过几何校正 ,得到二级图像产品 。

高精度CCD相机的远程光纤传输系统

设计了一种适用于科学级CCD相机远程传输的高精度光纤传输系统,分析了前端CCD输出信号的特点,详细介绍了系统的设计原理和硬件实现方法,提出了一种基于帧同步信号的强制同步方法,以确保辐射场环境下图像数据的正确获取。

应用CCD测量火焰温度精度问题的研究

应用彩色CCD(电荷耦合元件)测量火焰温度场是一种实时动态测温的好方法,通过分析影响测量结果准确性的主要因素,对它们可产生的测量相对误差进行了计算,结果表明这些因素的影响不可小视,误差的修正有助于提高测量精度,这种方法有助于火焰研究和实际生产中应用.

基于共焦辐射和光学层析技术重建火焰温度场

针对实际测量中设备观察口有限、对于特定位置或受背景辐射影响较大位置的温度测量问题,设计了一种共焦辐射微孔相机,将共焦技术与光学层析技术相结合,利用格林函数的双调和算子插值算法重建全场火焰温度.首先,介绍了共焦辐射微孔相机测温的基本原理,对该相机的聚焦位置及聚焦系数进行了实验标定,并用黑体炉标定了共焦辐射微孔相机的测量信号与火焰辐射强度之间的关系;最后通过层析算法和格林函数双调和插值算法对火焰温度场进行重建.结果表明:共焦辐射微孔相机测量重建结果与燃烧温度场的分布趋势大致相同,重建误差不高于10%,具有较好的灵活性和良好的抗噪性.

资源一号卫星CCD相机辐射定标和图像辐射校正

文章介绍了CCD相机的定标概念,结合资源一号卫星多光谱CCD相机说明设计对定标手段设置的选择、定标机构的设计及操作要点、定标实验测试规划的重要作用,最后提出像校正方法的意见。

傅里叶变换成像光谱仪CCD像元响应非均匀性校正

根据一般成像系统CCD像元响应非均匀性校正的原理与算法,通过对星载可见光干涉成像光谱仪CCD像元响应非均匀性校正的相对辐射定标原理及所获定标数据的深入分析,研究出了一种适于对可见光及红外干涉成像光谱仪系统CCD像元响应非均匀性进行校正的方法,有效解决了干涉成像光谱仪系统探测器阵列非均匀性校正这一工程技术难题,它对今后该方面的科研和技术工作具有积极的指导意义。

红外窗口对封装黑体辐射理想度的影响及修正方法

针对宽温域黑体有封装红外窗口介入而影响黑体理想度的问题,建立了面源黑体靶面热光耦合仿真模型,利用Monte-Carlo光线追迹法分析了窗口对黑体7.5μm~13μm波段表观辐射通量的影响规律及内因,提出并验证了符合实际表观辐射通量的定标温度修正方法。结果表明:定标温度为−50℃~+50℃时,定标温度越低于环境温度,定标温度与实际表观辐射通量对应的表观温度间正误差越大,反之则负误差越大,最大可达−4℃~+13℃,这是因为窗口存在增强杂散辐射与衰减靶面发射辐射正逆博弈影响表观辐射通量的效应。提出了关联环境温度与定标温度的定标温度修正方法,实验实测下该方法可使修正后的定标温度最大误差缩减50%以上,提升了基于封装黑体的红外定标精度。

遥感CCD相机的抗辐射策略研究

空间辐射环境是遥感相机失效的主要原因之一。为了提高CCD遥感相机的可靠性,本文研究了改善遥感电子器件抗辐射性能的方法。介绍了空间辐射环境,指出太阳活动、宇宙射线、范艾伦辐射带以及次级辐射是产生辐射危害的主要来源。分别从辐射总剂量、单粒子和位移效应分析了空间辐射对不同电子器件和集成电路造成的危害。针对遥感CCD相机,从CCD器件、集成电路和大规模可编程门阵列(FPGA)3方面提出了相应的抗辐射策略,并进行了抗辐射总剂量和抗单粒子的抗辐射验证试验。本文的研究为提高遥感CCD相机的抗辐射能力和可靠性提供了保障。

高分辨率CCD辐射探测器串扰校正

近年来出现的新型闪烁体与科学级CCD图像传感器耦合的高分辨辐射探测器,对提高Micro-CT等高分辨成像系统的空间分辨率、信噪比、图像质量等有重要意义,具有广泛的应用前景。但新型闪烁体如Gd_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12)等发光传输的各向同性特性,给μm尺寸的CCD像元带来了严重的串扰噪声,导致辐射探测器系统空间分辨率的实际值与理论值相差甚远。本文理论分析了高分辨率CCD辐射探测器串扰产生的物理机理,提出了利用蒙特卡罗EGSnrc仿真和Zemax光学仿真工具理论计算探测器系统像元间的串扰率函数(CTF),再以CTF为卷积核,通过Lucy-Richardson反卷积运算对实际投影数据进行串扰校正,用双丝型像质计进行验证实验。实验结果表明,本方法可有效校正探测器串扰噪声,对改善探测器系统的调制传递函数和提高空间分辨率等有明显的效果。

CBERS-1 CCD星上定标数据在辐射校正中的应用

在0级图像中,由于成像方式、仪器本身及摄取图像时的条件等因素的影响,往往存在较严重的辐射畸变,直观表现是图像中明暗差异明显,搭接部分与其它区域的亮度不均一,造成明显的条带噪声等问题。文中介绍利用CBERS-1卫星CCD相机星载定标数据,去除这些缺陷的辐射校正方法,方法简单,便于实现,实际使用效果良好。

一种CCD相机辐射定标的方法

讨论了影响CCD相机辐射测量性能的因素及进行辐射定标所采用的方法。在已建立的实验装置上,对CCD相机进行了辐射定标实验,实验结果证明了所采用的方法,是一种有效的辐射定标方法。

拼接式航测相机自适应辐射一致性校正方法

国内外高端航测相机不断追求扩展摄影幅面以提升作业效率,但探测器制造能力对相机单一幅面扩展形成了制约,多镜头、多探测器拼接技术成为大幅面高端航测相机的重要发展路线。文章针对拼接式航测相机虚拟拼接影像各子影像亮度不一致的问题,提出一种无需输入先验参数,自主选择参考子影像,使用子影像间设计重叠区域亮度统计特征(均值、标准差)一致性约束,构建线性校正模型,通过最小二乘优化求解各个子影像的校正参数。文章方法针对虚拟拼接影像,可以无先验、自适应地计算最优校正参数,有效抑制拼接式相机多镜头、多探测器间辐射不一致的现象,提升影像品质。经试验验证,提出方法与现有算法相比,校正后的虚拟拼接影像的均匀性在定量分析与视觉效果两方面均有显著提升。

地基空间目标红外辐射特性测量技术

空间目标红外辐射特性测量试验是获取空间目标辐射特性的唯一直接手段。介绍了研制的地基空间目标红外辐射特性测量系统的组成及关键技术,分别利用红外单色照明光管和大面源黑体实现该地基测量系统的光谱定标和辐射定标,并通过大气参数测量设备实现目标和地基测量系统之间的大气传输修正。对该地基测量系统的辐射定标精度和目标辐射测量精度进行了深入分析,中波和长波红外测量系统的辐射定标精度分别为6.9%、4.8%,目标辐射测量精度分别为23.7%、23.2%。最后,利用该地基测量系统对国际空间站进行了辐射测量试验,并给出了空间站的中波红外和长波红外辐射测量结果。

星上LED定标光源的可行性研究

对发光二极管作星上定标光源的可行性进行了分析研究。测量了LED的工作稳定性,对LED做了开合试验,讨论了它的电流特性。在真空环境下,分析了LED的冷热特性和抗辐射性能。结果表明,LED持续点燃1 200 h的衰减量<1.2%;其开合重复性很好,但存在10~15 min的不稳定性;改变电流会引起LED发光强度和波长不同程度的变化;温度的变化也同样会影响LED的发光强度、正向偏压以及峰值波长。真空状态下,由于传输介质不同,LED的发光强度会有所增加,但其封装材料真空挥发产生的影响不大;在抗辐射外壳的保护下,空间辐射对LED发光强度的影响不超过0.5%/a。经过分析讨论,证明将LED应用于星上定标是可行的。

基于大气实时修正的飞机辐射特性测量

研究了飞机飞行时的动态辐射特性测量方法。针对利用软件计算大气透过率进行目标辐射修正精度较低的问题,提出了通过机上标校黑体进行实时大气修正的新辐射测量方法。该方法通过目标飞机上挂载的标校黑体实现大气透过率的实时测量,并利用实测大气透过率对目标飞机辐射进行大气修正来提高修正精度。借助中波和长波红外相机、两个标准面源黑体及一块硒化锌平板,开展了飞机目标辐射特性测量的地面模拟实验。利用MODTRAN和CART计算以及实测大气透过率分别对黑体目标红外测量值进行辐射反演。与MODTRAN和CART计算大气透过率的传统方法相比,文中提出的实测大气透过率方法可将目标辐射反演精度提高一倍以上。

有效亮度温度测量中发射率影响的修正

经典的短波高温修正模型不适用于中长波红外温度计的发射率修正和不确定度评定。采用有效亮度温度概念，得到了对于温度范围和测温波长具有广泛适用性的发射率影响模型以及具有简明物理含义的微差近似形式，包含了经典亮度温度理论中的发射率影响修正和环境辐射误差修正。定量分析了经典的短波高温修正模型的误差。针对黑体辐射源的不同溯源方法，讨论了辐射温度计校准中的发射率影响修正方法，并给出修正实例。所用方法可用于辐射测温应用、辐射温度计校准和黑体辐射源校准中的发射率和环境影响修正以及辐射源发射率不确定度对校准结果不确定度贡献的计算。