国家高技术研究发展计划(2011AA12A102)
- 作品数：9 被引量：74H指数：4
- 相关作者：郑玉权高志良王龙刘栋斌刘倩倩更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学国家卫星气象中心更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术环境科学与工程电子电信更多>>
- CO_2探测仪光学系统设计被引量：27
- 2012年
- 设计并架构了CO2探测仪的光学系统。通过对比国外典型大气温室气体探测仪采用的光学系统,总结了光栅与傅里叶变换两种分光方法的优缺点,确定设计的CO2探测仪采用大面积光栅色散光谱仪系统,该光学系统包括前置光学系统和三通道光栅光谱仪系统两部分。前置光学系统由无焦双离轴抛物面系统、2个分束器和3个聚焦透镜组组成,采用了多种消杂光措施,有效抑制了杂散光。光栅光谱仪的3个通道采用相同的结构,工作在相同的偏离角下;根据光栅方程推导了固定偏离角下光栅参数的计算方程,确定了3个通道的光栅参数;透镜采用低膨胀熔石英材料;大面积光栅工作在大入射角、大衍射角状态,工作波段内的光栅衍射效率可达90%以上。对光学系统的分析测试显示:通过在光谱仪系统放置0级光陷阱等消杂光措施,可将杂散光控制在10-5以下,空间方向的MTF大于0.9,光谱分辨率达到0.035nm(@760nm),实现了20点同步观测。由于相对孔径较大(F1.8),提高了集光能力。结果表明,设计的光学系统满足温室气体探测的技术指标要求。
- 郑玉权高志良
- 关键词：光谱仪光学设计
- 多自由度热光学真空实验台的设计被引量：2
- 2013年
- 针对某项目研制的相机结构特点和空间使用环境复杂性,在发射之前,为获取热光学调焦的规律,核对光机热集成仿真分析模型的正确性,检验输入与边界约束条件,因此要在地面模拟空间热真空环境,完成相机的热光学真空实验。由于相机在真空罐内的环境条件不利于工作人员在内部的操作,为此研制了热光学真空实验台,实现相机在真空罐内姿态方便调节。对实验台的参数进行了计算分析。采用光栅尺或编码器实现闭环控制,润滑采用低挥发的真空润滑脂,实验台的转动精度达到6″,移动精度达到±0.02 mm,能够满足相机的实验调节要求。热光学真空实验台的研制不仅能够完成相机热光学实验的要求,而且在实验时间上大大节省,提高了实验效率,有利地保证相机实验的顺利完成。
- 高明辉郑玉权弓成虎
- 关键词：真空罐实验台相机
- 高光谱与高空间分辨率CO2探测仪
- 2019年
- 高光谱与高空间分辨率 CO2 探测仪是中国碳卫星的核心观测仪器,该仪器由三通道超高分辨率光谱仪组成,分别工作在 0.76,μm、1.61,μm 和 2.06,μm 谱段,光谱分辨率达到 0.04,nm,工作在 700,km 高度的太阳同步轨道上获取全球大气 O2、CO2 的高精度吸收光谱数据,进而反演全球大气 CO2 含量数据,为全球及区域碳排放评估提供精准的数据支撑,为全球温室效应和气候研究提供长期、可靠的观测数据.
- 郑玉权
- 关键词：高空间分辨率CO2探测仪太阳同步轨道全球温室效应全球大气
- 空间多用途双面反射镜的设计与制备被引量：5
- 2015年
- 空间多用途双面反射镜是某型星载高光谱成像仪的关键光学元件,其设计与制备是高光谱成像仪工程研制阶段必须解决的重要问题。介绍了一面为光学反射面、一面为漫反射面的双面反射镜构成方案;综合考虑了两种反射面特性要求选用了6061铝合金作为镜体材料;从径厚比、轻量化结构形式、安装界面等方面开展了反射镜的结构设计和有限元分析;在此基础上探索了合理的制备工艺并完成了研制工作;介绍了双面反射镜性能测试装置并给出了测试结果。测试结果表明,6061铝合金双面反射镜光学面面形均方根值达到0.023λ(λ=632.8 nm);正入射条件下漫反射面的归一化漫反射特性与标准漫反射板相当,能够满足工程研制需要。
- 汪逸群王龙郭万存郑玉权
- 关键词：光学器件高光谱成像仪6061铝合金
- 碳卫星高光谱CO_2探测仪发射前光谱定标被引量：14
- 2017年
- 为了完成碳卫星高光谱CO_2探测仪的发射前光谱定标,建立了光谱定标系统,并对定标系统设计、所采用的自动化数据采集和数据处理算法等进行了研究。根据CO_2探测仪的探测原理介绍了载荷的光谱性能要求,描述了定标系统的设计与所采用的仪器设备,说明了采用自动化数据采集、旋转积分球、功率校正与暗背景校正等改进的定标方法。最后,介绍了光谱定标的数据处理方法。发射前定标结果表明:载荷三个波段的ILS能量集中度分别大于0.80,0.81和0.78;FWHM分别为0.039 2~0.042 4nm,0.123~0.128nm和0.157~0.168nm;光谱采样率区间分别为2.12~2.95、1.97~2.27和1.92~2.26。对发射后实测太阳夫朗禾费光谱进行了评估,结果表明:中心波长偏差小于0.0013,0.058和0.065nm。CO_2探测仪整体的光谱性能指标能够达到系统设计要求。
- 蔺超李诚良王龙毕研盟郑玉权
- 关键词：光学遥感光谱定标
- 高光谱成像仪等效焦面装调模组设计被引量：4
- 2014年
- 高光谱成像仪CCD组件在装调时,纵向需要满足20μm焦深要求,横向需要实现光谱维、空间维的对准。为了避免检测时对昂贵的CCD频繁安装、拆除,设计了一种等效焦面装调模组。等效模组按照CCD组件的实测尺寸精密制造,提供了可供显微镜观察的模拟光谱像。通过测量实际光谱像和模拟光谱像的位置差别能够获取修磨垫的修整量,并实现光谱像和CCD像元的横向对准。试验表明,存在工具显微镜测量误差、修磨垫加工误差、互换性误差时,光谱像面各处离焦量均小于焦深。试验中仅用3次迭代即达到MTF为0.3的要求,提高了装调效率和操作安全性。
- 高志良
- 关键词：高光谱成像仪蒙特卡罗方法焦深
- 超高分辨率光谱定标技术发展概况被引量：25
- 2012年
- 介绍了高光谱分辨率光谱定标经常采用的几种技术手段,包括谱线灯法、单色准直光法、利用可调谐激光器和气体吸收池的方法等。通过对比几种国外高光谱分辨率大气痕量气体探测仪的光谱定标技术,阐述了不同光谱定标技术的原理、实施方法以及技术特点。针对大气痕量气体探测遥感器超高分辨率光谱定标的特点,指出定标设备的带宽应能达到0.001 nm的水平,同时还应考虑采取优化定标算法、结合多种光谱定标方法等措施来满足高光谱分辨率大气痕量气体探测仪光谱定标的要求。
- 刘倩倩郑玉权
- 关键词：光谱定标
- CCD成像系统中模拟前端噪声的研究被引量：4
- 2011年
- 为了提高CCD成像电子学系统的信噪比,设计了3种模拟前端电路,借助Orcad软件对它们的输出波形进行比较,分析电路结构与噪声产生机理的关系,从理论上比较3种电路结构的噪声水平。然后采用三线阵CCD探测器KLI8023和视频处理器TDA9965在硬件上实现3路模拟前端的电路设计,并通过X64-LVDS采集卡分别将3路图像信息显示在终端机上。每个像元成像50次,统计这50次的均方差(噪声)和信噪比,通过拟合曲线比较三路模拟前端的噪声水平和信噪比。在相同光照条件下,第1路的信噪比达到750dB,第3路只有600dB,验证了理论分析的结果,讨论不同像元频率、带宽与信噪比的关系,为今后的成像系统电路设计提供参考和实验依据。
- 张航刘栋斌李巍张达
- 关键词：CCD成像系统模拟前端噪声信噪比
- CO_2探测仪信息处理系统的设计与实现被引量：1
- 2015年
- 鉴于CO2气体对气候的重大影响,世界各国针对CO2气体提出了多种遥感观测方法,并发射了多颗光学遥感探测仪器。CO2探测仪是基于大气分子吸收池原理,通过测量CO2和O2的吸收光谱来对大气中的CO2和O2进行观测,提供精细光谱测量结果,而信息处理系统是CO2探测仪获取高光谱分辨率和高信噪比光谱信息的关键部分。详细阐述了信息处理系统的硬件电路结构和软件系统结构,以可编程逻辑器件FPGA为核心进行信息处理系统的设计,完成了对信号的放大、相关双采样、量化、采集和传输等重要功能控制。实验结果表明,信息处理系统输出信噪比达到63.6dB,图像清晰,工作稳定可靠,实时传输数据稳定,完全满足预期设计,为最终获取大气光谱信息奠定了坚实的基础。
- 刘文光刘栋斌
- 关键词：温室气体现场可编程门阵列
