国家自然科学基金(41275037)
- 作品数：31 被引量：137H指数：9
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- 相关机构：中国科学院中国科学技术大学上海卫星工程研究所更多>>
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- 相关领域：机械工程理学自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 基于成像差分吸收光谱技术测量电厂SO_2排放方法研究被引量：16
- 2015年
- 介绍了一种测量烟羽污染气体二维分布的方法——成像差分吸收光谱(IDOAS)技术。该技术基于成像光谱仪,结合旋转平台实现对目标区域的二维扫描测量,获取目标区域的高光谱数据;采用差分吸收光谱(DOAS)算法对光谱进行处理,获取扫描区域内污染气体的二维分布图,进而对污染气体的分布及扩散趋势进行分析。对地基IDOAS系统及其测量原理进行了介绍,并开展外场实验,成功获取了电厂烟羽中的SO2二维分布图,实现电厂污染排放的可视化;对SO2排放率及平均浓度估算方法进行了分析,结合风速,利用获得的二维数据计算得到电厂SO2排放率及平均浓度分别为210 kg/h、6.7 mg/m3。
- 刘进司福祺周海金赵敏杰窦科王煜刘文清
- 关键词：光谱学SO2
- 开放光路非相干宽带腔增强吸收光谱技术测量大气NO_2被引量：10
- 2013年
- 采用蓝色发光二极管(LED)作为非相干宽带腔增强吸收光谱技术(IBBCEAS)系统光源,测量了436～470nm波段内NO2样气的吸收,验证IBBCEAS的高探测灵敏度。通过氮气和氦气两者瑞利散射截面的差异标定了镜片在430～490nm波段内的反射率,并利用纯氧中氧气二聚体(O2-O2)在477nm处的吸收验证了镜片反射率标定的准确性。镜片反射率在461nm处最大且为0.99937,光学腔长度为73.5cm时的最大有效光程为1.17km。当光谱采集时间为20s时,NO2的探测灵敏度(1σ)达到了0.25×10-9。进行了开放光路下环境大气中NO2和O2-O2在454～486nm波段内的吸收测量,结果表明大气中气溶胶等颗粒物的Mie散射消光降低了IBBCEAS仪器的探测灵敏度(1.04×10-9)。大气中O2-O2的测量为IBBCEAS吸收光程的在线标定提供了一种可行的途径。
- 凌六一谢品华秦敏胡仁志方武郑尼娜司福祺
- 关键词：大气光学蓝色发光二极管
- 星载石英漫反射板双向反射分布函数实验测量研究被引量：5
- 2016年
- 石英漫反射板用于星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测量太阳参考谱的观测系统中,太阳光谱的测量精度将会直接影响痕量气体反演的精度,为保证载荷全视场太阳光谱的测量精度,石英漫反射板需具有良好的朗伯特性,在仪器观测视场内能够提供均匀的光源。为此,在实验室利用双向反射分布函数(BRDF)测量仪,选取F4(聚四氟乙烯)粉压制板作为标准板,采用相对测量法对研制的四种石英漫反射板样品进行了朗伯特性测量,得出了四种样品在波长180~880nm、观测角度-70°^+70°范围内的BRDF。通过对样品BRDF的分析,筛选出了两种工艺下的朗伯特性较好的石英漫反射板作为初选样品,并测量比较了石英漫反射板和F4标准板对太阳光的漫反射光谱,石英漫反射板对太阳光的反射特性较好,可以作为测量用漫反射板获取太阳参考谱。为进一步的紫外辐照、原子氧侵蚀等试验以及对比试验提供了数据支持。
- 赵敏杰司福祺陆亦怀汪世美江宇周海金刘文清
- 关键词：双向反射分布函数
- 光机热集成分析在高光谱成像仪紫外镜头中的应用被引量：10
- 2016年
- 温度变化会影响紫外镜头各镜面面形和镜片间隔的变化,采用了光机热集成分析方法研究温度对紫外镜头成像质量的影响。论述光机热集成分析的基本流程和关键技术,采用Zernike多项式作为结构分析与光学分析之间的接口工具,在紫外镜头光学系统设计和机械结构设计的基础上,建立了紫外镜头的热-结构分析模型,得到各镜面面形和镜片间隔的变化结果,并将结果耦合到光学设计软件中进行像质分析。分析结果表明,在镜头的工作范围内,镜头的调制传递函数在12lp/mm处均在0.7左右,能满足高光谱成像光谱仪的使用要求,同时也为光谱仪最后整机分析提供了参考。
- 武耀徐明明陈素绢江宇薛辉司福祺陈结祥
- 关键词：成像质量光机热集成分析ZERNIKE多项式计算机仿真
- 采用加权函数修正的差分光学吸收光谱反演环境大气中的CO_2垂直柱浓度被引量：8
- 2013年
- 采用加权函数修正的差分光学吸收光谱技术(weighting function modifie ddifferential optical absorption spec-troscopy,WFM-DOAS)测量环境大气中的CO2垂直柱浓度.以直射太阳光测量光谱为例,演示了WFM-DOAS算法的实现过程.将环境大气分为50层,借助辐射传输模拟软件SCIATRAN对各个测量光谱进行了模拟计算,获得了最小二乘法拟合所需的目标气体CO2及干扰气体H2O、CH4的柱权重函数和太阳归一化光谱常量.采用WFM-DOAS方法对一整天的直射太阳光测量光谱进行了反演,得到的反演误差均小于3%.最后比较了两种不同DOAS算法对同一条测量光谱的反演结果,验证了WFM-DOAS算法在红外被动气体遥感的优越性.
- 孙友文谢品华徐晋周海金刘诚王杨刘文清司福祺曾议
- 关键词：环境污染监测光学测量技术红外光谱温室气体
- 基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法研究被引量：4
- 2014年
- 精确的背景校正决定着冷原子吸收法检测痕量汞的检测下限,研究了基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法.汞灯光源253.65 nm共振谱线在磁场中垂直于磁场方向产生σ-,σ+和π三个线偏振光.利用超高分辨率光谱仪获取不同磁场强度下汞样品池对σ-,σ+和π线偏振光的吸光度,分析横向塞曼效应背景校正方法所需的最小磁场强度;在1.78 T强磁场强度下,分析了窄带吸收气体苯、宽带吸收气体丙酮对横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法可能存在的干扰;利用σ-,σ+作为背景光,π线偏振光作为吸收光,对不同长度的饱和汞蒸气样品池测量,精确背景校正后,吸光度拟合曲线R值达到0.99.实验结果表明基于普通汞灯光源的横向塞曼效应背景校正大气汞检测方法可以实现精确背景校正,能够应用于大气环境痕量汞检测.
- 李传新司福祺周海金刘文清胡仁志刘凤垒
- 关键词：冷原子吸收线偏振汞
- 目标差分吸收光谱技术测量大气NO_2平均浓度的方法研究被引量：2
- 2013年
- 介绍了一种测量近地面大气NO2平均浓度的新方法——目标差分吸收光谱方法,即target DOAS(target difference absorption spectrum technology)。该方法基于被动差分吸收光谱技术,测量墙体、山体等目标的太阳反射光谱,通过差分吸收光谱算法反演得到目标与仪器之间NO2浓度沿路径的积分值SCD(slant column density),同时仪器到目标之间的距离已知,并通过选取特定的参考光谱扣除目标到大气顶层的痕量气体吸收,最终计算出仪器和目标之间的大气NO2平均浓度。利用建立的目标DOAS系统在合肥开展了观测实验,成功获取了观测地大气NO2浓度。观测结果与主动长光程差分吸收光谱仪观测数据进行对比,二者呈现较好的一致性,验证了该方法的可行性。
- 刘进司福祺周海金赵敏杰窦科刘文清
- 关键词：二氧化氮
- 机载成像差分吸收光谱技术测量区域NO_2二维分布研究被引量：9
- 2015年
- 本文主要介绍了一种快速测量区域大气痕量气体二维分布的方法——机载成像差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术.该技术基于成像光谱仪,利用DOAS算法,对痕量气体大范围分布快速扫描成像,可实现污染源扩散趋势的可视化观测,应用于污染源定位、污染源排放率监测、污染物传输演化等研究.文中详细介绍了研制的机载成像DOAS系统,并利用该系统开展飞行实验,快速获取了飞行轨迹上空的NO2浓度分布.实验中针对重点关注区域进行扫描测量,成功获取了高分辨率的NO2二维分布图,分析了污染扩散趋势,并结合风场数据,估算污染点源的NO2排放率为1570 kg/h.
- 刘进司福祺周海金赵敏杰窦科王煜刘文清
- 关键词：机载
- 星载痕量气体差分吸收光谱仪非均匀性校正研究（英文）被引量：1
- 2015年
- 星载痕量气体差分吸收光谱仪是一种大视场天底观测方式的成像光谱仪,采用面阵CCD探测器。在成像光谱仪空间维的每列探测像元存在响应非均匀性,会在观测的遥感数据中引入仪器相关的高频光谱结构。星载痕量气体差分吸收光谱仪的像元响应非均匀性的校正需要考虑两个因素:光谱弯曲效应和大视场。基于此,提出来一种像元响应非均匀性校正方法。结果表明,光谱图像的光谱弯曲和像元响应的非均匀性得到了有效的校正,去除了光谱图像中的高频光谱结构。
- 赵敏杰邹莹司福祺陆亦怀王煜汪世美周海金曾议刘文清
- 关键词：图像处理
- 星载差分吸收光谱仪CCD成像电路的设计及实施被引量：15
- 2015年
- 星载差分吸收光谱仪通过获取地球大气或地表反射、散射的紫外/可见光辐射,监测大气痕量气体的全球分布。载荷使用4片面阵CCD作为探测器,对地观测、实时测量紫外可见波段光谱信息。其中CCD成像电路是电子学部件的核心,该电路的设计除完成通用CCD成像电路功能以外,还针对卫星空间有限和航天元件受限等特殊情况,采用了单板四通道、数字像元合并的方案。本文讨论了载荷CCD成像电路的设计实施过程,并重点论述了单板四通道和数字像元合并的设计特点。
- 王煜陆亦怀赵欣司福祺
- 关键词：CCD差分吸收光谱仪大气探测空间遥感
