提高FY-4多通道扫描成像辐射计图像配准精度的研究

根据FY-4多通道扫描成像辐射计的特点,分析了影响图像配准精度的主要因素,提出了消除这些因素的方法。对多通道扫描成像辐射计的研制起到了一定的推动作用。     

高精度二维扫描控制系统的可靠性研究

多通道扫描成像辐射计是FY-4气象卫星上的主要载荷之一，其扫描镜的工作状况将直接影响到卫星所提供的气象云图。根据扫描控制系统的工作原理，分析了影响其可靠性的因素，并利用避错、容错技术来消除这些因素所造成的影响，以保证扫描镜的稳定工作。最后通过实验加以验证，达到了满意的效果。     

风云四号辐射计的高精度动态测角系统

为了测试风云四号气象卫星扫描成像辐射计的扫描镜的动态运动精度，设计了一种高精度动态测角仪。该测角仪利用了扫描成像辐射计的可见光通道，采用622 nm的LED可见光,经过菲涅耳透镜投射到目标板上，然后充满投影光学系统的入瞳,利用光学成像分析像点位置及相互关系的方法来评价扫描镜的运动精度。介绍了该测角仪的投影光学系统、照明系统和系统总体的设计。     

对微波辐射成像质量影响因素的分析

简述了微波辐射成像系统的工作原理。由于影响微波辐射成像质量的因素很多，本文主要从理论上分析了微波辐射成像系统中辐射计的空间分辨率、灵敏度与系统采样时间间隔、天线扫描速度、积分时间的关系，并进行了相关的实验。实验证明，它们之间是相互制约、相互影响的。在选择参数时要根据不同情况综合考虑，才能得到理想的图像。     

二维动态测角仪

在三轴稳定静止气象卫星上,成像辐射计要通过二维扫描来完成对地球圆盘的成像.二维扫描有着与一维扫描不同的光学与动力学特性.它的图像定位与配准要求较高,研制难度较大.因此,二维扫描成像技术是我国发展新一代静止气象卫星的关键技术.在二维扫描技术中,扫描精度和稳定性是非常关键的两个指标,直接关系到图像质量.二维动态测角仪是二维扫描技术中解决二维扫描测试问题的基本工具.其作用是动态地测量和跟踪扫描镜的转动角度和步进步距角,从而检测二维扫描辐射计的精度.     

3毫米波十六通道焦平面辐射计数据采集与测试系统设计

为了研究无源毫米波成像特性,在毫米波辐射计成像系统理论和焦平面线阵扫描体制基础上,开发了3毫米波十六通道的辐射计数据采集与测试系统,给出了详细的硬件设计方案,实现了十六通道数据采集、传输、预处理和成像测试。最后通过成像试验,实现了7秒/帧的成像速率。得出的结论对研究无源毫米波实时成像具有指导意义。     

FY-4辐射计红外图像的仿真技术方法研究

研究了FY-4辐射计红外图像的仿真技术方法.考虑地表经纬度、海拔高度、地表区域类型、大气辐射传输等因素的影响,建立了地表区域温度模型和红外辐射亮度模型,计算得到FY-4辐射计接收的地球表面红外辐射亮度分布;研究辐射计成像中几何畸变的空间响应特性,建立空间转换模型,模拟生成了符合FY-4辐射计空间分辨率指标的红外视场图像.结果表明,仿真生成的红外图像效果逼真,可用于FY-4辐射计技术指标的验证和成像效果的评价.     

地球同步轨道二维扫描红外成像技术

相对第一代地球同步轨道遥感卫星基于自旋稳定卫星平台的二维成像技术,基于三轴稳定平台成像技术的最大优势在于大幅度提高成像效率、缩短成像周期和多载荷并举。我国基于三轴稳定平台的第二代地球同步轨道气象卫星扫描成像辐射计,采用双扫描镜结合三反射光学系统、辐射制冷器及线列阵探测器,实现了从可见光至甚长波红外波段的成像。面对扫描成像辐射计的恶劣温度环境、极端指向精度、超长运动手寿命等任务要求组合,研制过程中采用了空间光学、精密机械、长寿命运动、电机控制、空间热控、信息处理等综合技术,使仪器实现了恶劣温度环境下的高精度成像。卫星计划于2016年发射,届时将进一步提高我国预报短时天气及突发性灾害的能力。     

多通道扫描成像辐射计热设计

多通道扫描成像辐射计是FY-4卫星的主要载荷之一,可实现对地的多光谱观测.辐射计在轨运行期间承受复杂的外热流环境,为保证高质量的成像品质,必须对其进行有效的热设计,根据地球静止轨道和辐射计构型特点,分析了热设计的特点,并对仪器进行详细的热设计和热分析,计算结果证明了热设计方案的合理性.     

基于交流辐射计的被动毫米波成像研究

不同于传统的直流辐射计成像,在国内首次将结构简单的交流辐射计用于毫米波被动成像.在讨论交流辐射计的特殊结构与能量频谱基础上,分析了交流辐射计成像解读与补偿机制,针对不同的应用背景如安全检查进行了大量的室外室内成像实验.3mm波段交流辐射计成像的结果表明:交流辐射计成像具有自己的特色,可获得类似直流成像的效果,并且易于集成实现焦平面阵列成像.     

毫米波辐射计对金属目标的探测

针对金属目标的探测问题,依据金属的毫米波辐射特性,提出一种基于毫米波辐射计成像的金属目标探测方法。该方法首先利用毫米波辐射计扫描目标并成像,再用区域标记算法标记成像图像,通过分析标记区域的面积排除干扰信息,最后检测出金属目标。实验表明,该方法能够从各种背景中有效检测出金属目标,为下一步目标的识别、跟踪与定位提供了依据。     

近程毫米波合成孔径辐射计成像算法

 针对近程毫米波合成孔径辐射计成像存在非线性相位项和像差等因素影响而使图像模糊和分辨率降低的问题,在分析合成孔径成像和衍射成像的相似性的基础上,把衍射成像算法中的分数阶傅立叶变换和拉冬-魏格纳变换引入近程成像,通过在时频平面的相关和坐标旋转减小非线性相位项的影响,改善成像质量.同时提出了基于互强度传播方程的近程成像算法,通过两次傅立叶变换来消除成像模糊问题,同样提高成像质量.     

星载微波成像辐射计定标方法比较和研究

微波成像辐射计用于大气微波遥感、海洋微波遥感和陆地微波遥感;是气象、海洋和灾害监测的重要遥感手段之一。微波 成像辐射计在轨运行时能否获取有价值的探测资料,得到定量化的应用和真正的业务使用,主要取决于微波成像仪能否进行精确定 标。本文主要介绍了星载微波成像辐射计目前国际上通常采用的两种定标方法,馈源口面定标方法和天线口面定标方法,并对这两 种方法进行了比较和研究。     

星载辐射计接收定标系统灵敏度测试与分析

灵敏度是衡量星载微波辐射计性能好坏的重要指标,直接影响着成像质量。为验证星载辐射计是否满足观测需求,利用两点定标方法测试了接收及定标系统灵敏度,分析影响接收及定标系统灵敏度的主要因素和灵敏度测试精确度。结果表明接收定标系统在D波段F频点灵敏度优于0.86 K,测试精确度优于0.1 K,可通过优化准光学馈电网络设计,减小通道插入损耗,进一步提高接收及系统灵敏度。     

基于PSD的扫描辐射计通道配准测量方法研究

风云四号（FY-4）气象卫星正在进行预先研究,其扫描辐射计具有通道多、空间分辨率高、配准精度高等特点,通道配准难度较大.通道配准测量的结果是通道配准的重要参考依据.PSD（Position Sensitive Detector）是一种新型的横向光电效应器件,具有测量精度高、检测时不受入射光斑及焦点偏离的影响等特点,非常适合通道配准测量使用.基于PSD的扫描辐射计通道配准测量系统测量精度高,有效测量范围大,达到了扫描辐射计通道配准测量的要求.     

被动毫米波成像技术

综述了被动毫米波成像技术发展动态，并对焦平面阵列和干涉仪合成阵列两种先进的成像体制进行了原理和系统分析，介绍了一种新型的８ｍｍ数字式干涉仪阵列辐射计系统设计方案，还讨论了这一技术的应用前景     

光机扫描红外成像系统的串扫、并扫体制比较

扫描体制对光机扫描型红外成像系统的性能和品质起着重要的作用。本文从ｌ／ｆ噪声、冷屏效果。多元探测器非均匀性对串扫、并扫两种体制的系统灵敏度影响作了分析、计算；从系统通带和探测器的缺陷对两种体制系统的成像质量的影响作了定性的分析；还对两种体制的相关技术、成本和可生产性等方面作了扼要的比较。从两种体制的分析、计算、比较中可以看出：串扫体制在系统灵敏度、成像质量以及相关技术、成本和可生产性等方面优于并扫系统。因此在设计光机扫描型红外成像系统时，应把扫描体制作为重要的因素加以考虑。作为产品的规划则更应重视扫描体制的选择。     

基于自制太赫兹检测器的快速成像系统

利用直径为30cm卡塞格伦反射镜搭建了一套反射式太赫兹(THz)主动成像装置,并成功运用0.22THz的辐射源在室温下进行成像。分别使用自行制备的Nb5N6微测热辐射计THz常温检测器和商用VDI检测器进行成像并对结果进行了分析。成像的物体是5根并排排列的铜棒,铜棒直径为1.4cm,间距为5cm。改变参考频率,扫描速度,将成像时间从15s减少到7.5s。成像的范围约为20cm×6.5cm。两种检测器的成像分辨率达到1.41cm。     

基于光子学处理技术的被动毫米波成像

提出了一种采用电光调制和光子学处理技术的被动毫米波扫描成像方法.该成像方法中辐射计通过电光调制将毫米波信号转换到光波频率,采用光子学滤波器和光电探测器进行信息获取和处理.阐述了毫米波辐射信号光子学处理的工作原理,研究了器件参数对信号转换的影响,分析了该处理方法中系统的噪声特性.依据上述原理设计了一个基于光子学技术的机械...     

载机偏航运动对大视场红外扫描装置成像质量影响的仿真分析

某航空大视场红外扫描装置采用TDI-CCD 探测器、以整机摆扫工作方式扫描成像,由于扫描装置为滚动-俯仰结构的两轴稳定平台,对偏航扰动没有稳定作用,其成像质量易受载机偏航运动的影响.通过运动学分析方法建立扫描装置的视轴运动方程及视轴旋转约束条件,得出不影响成像质量的载机偏航运动范围.在载机实际飞行数据输入条件下进行仿真验证,当载机直线飞行时,其偏航运动不影响成像质量.飞行试验验证表明:摆扫扫描图像清晰,航空大视场扫描装置具有良好的载机偏航运动适应性.