高精度视轴指向可变角度高光谱成像系统研究

研制了一套高精度视轴指向的可变角度高光谱成像系统,基于对指向镜的复合控制实现了高精度视轴指向和探测角度可变功能,实验室试验获取了高精度视轴指向的多角度高光谱图像,证明了系统方案的可行性。光机结构简单、体积小、重量轻,适合轻小型无人机应用,对多角度高光谱成像技术在林业上的应用具有一定的推广价值。     

多角度偏振成像仪相对光谱响应定标方法

相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜, 搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳定性影响;针对测试过程繁琐和测试时间长的问题, 在基于现有不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,采用ActiveX控件与动态链接库技术,研制了一套相对光谱响应自动测试系统,降低时间 非稳定性影响,提高测量精度和效率。采用多角度偏振成像仪490 nm和865 nm偏振通道作为应用案例,开展了相对光谱响应的整机测试实验。实验结果 表明多角度偏振成像仪中心波长测量极差值与带宽均值的比值精度在0.11%以内,满足响应非一致性优于0.6%的定标要求。     

双谱段Offner光谱成像仪设计

相比基于平面或凹面光栅的光谱成像仪,采用凸面光栅作为分光元件的Offner光谱成像仪具有数值孔径大、无谱线弯曲、色畸变小、结构紧凑和加工装调简单等诸多优点,在各个领域获得越来越多的应用。为了满足深空探测任务对载荷高度集成化、宽光谱响应范围、轻小型化等多方面严格要求,采用Offner结构设计了一种双谱段光谱成像仪,并巧妙地利用光栅分区分光,使系统在宽谱段内具有优良的像质,且体积小、结构简单,满足了设计要求。光学系统所有反射曲面均为球面,公差较松,有利于加工和装调。对凸面光栅进行了设计,并分析了其衍射效率,该设计可以有效扩大整个系统的动态范围。     

新型大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统设计

为满足高分辨率大相对孔径宽波段高光谱成像仪的要求,克服Offner光谱成像系统中凸面光栅加工的困难和改进型Czerny-Turner光谱成像系统相对孔径小的缺点,提出一种新型的基于平面光栅的大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统,根据反射球面罗兰圆理论分析了该系统的像散校正方法,利用Matlab软件编制了初始结构快速计算程序。作为实例,设计了一个相对孔径为1/2.5,工作波段为400~1000nm的Schwarzschild光谱成像系统。首先利用自己编制的Matlab程序计算初始结构参数,再利用Zemax-EE光学设计软件对该光谱成像系统进行光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析。结果表明,在整个工作波段内,点列图弥散斑的尺寸小于13μm,实现了大相对孔径宽波段像差的同时校正,在宽波段内获得了良好的成像质量,满足设计指标要求,也证明了这种新型Schwarzschild光谱成像系统是可行的,其在航空和航天高光谱遥感领域具有广阔的应用前景。     

基于中阶梯光栅的光谱定标装置设计方法

针对紫外-可见光波段高光谱成像仪光谱定标装置的设计进行研究,论述了中阶梯光栅的光学原理,根据光谱定标原理,利用中阶梯光栅工作角度大、衍射级次高、光谱分辨率高的优点,建立了基于中阶梯光栅的光谱定标装置,提出了基于中阶梯光栅的光谱成像仪光谱定标装置的设计方法。以大气探测卫星Aura 上所搭载的臭氧观测仪为例论述了光谱定标装置的设计过程,仿真分析了光谱定标装置带宽对光谱定标精度的影响,给出了衍射级次、光谱分辨率、平行光管焦距等光谱定标装置主要性能参数的设计计算方法,为基于中阶梯光栅的光谱成像仪光谱定标装置的设计提供了依据。     

基于ADDI17004的星载高光谱成像仪图像处理系统设计实现

为解决目前遥感成像领域对大幅宽、高空间分辨率遥感光谱相机需求,研制了一套适合航天应用的高空间、光谱分辨率、高可靠性的星载高速成像光谱仪图像处理系统,它采用多片四通道并行处理ADC芯片ADD17004,具有体积小、功耗低的优点,该设计为我国遥感高光谱相机在航天遥感领域进入领先行列提供了技术支撑,也为进一步开展商业遥感领域高分 辨项目提供了有益的借鉴。     

大气气溶胶航空多角度偏振观测实验及数据分析

鉴于多角度偏振辐射数据可以有效提升大气气溶胶参数的反演精度,设计了多角度偏振探测航空实验及数据处理流程。将我国自主研制的多角度偏振成像仪DPC搭载在航空平台上,同时在地面布设太阳辐射计CE318观测站点,设计航线串联地面观测站点,开展了航空飞行实验。对实验获得的数据进行分析处理,结果表明,多角度偏振探测航空实验可获取高精度的偏振、辐射数据;使用该数据反演大气气溶胶光学厚度,反演误差小于3%,初步验证了多角度偏振成像仪可为大气气溶胶多参数反演提供有效的数据。     

多探测器数据控制与处理系统设计

全谱段光谱成像仪集成可见多光谱、短波/中波红外以及长波红外三种探测器,覆盖十多个谱段,具有目前国内同类遥感仪器最宽光谱信息,同时系统复杂且技术难度较大。为解决全谱段光谱成像仪多探测器同步控制、海量数据存储与集成处理以及探测器在轨增益、级数、积分时间等其他参数调整问题,设计了一种多探测器数据控制与处理系统。该系统硬件以现场可编程门阵列(FPGA)为核心控制处理单元,采用光耦合差分器件与其它设备进行连接和传输;FPGA软件采用模块化设计思想,自顶向下用硬件描述语言(VHDL)进行设计;利用仿真工具、硬件模拟器进行验证,结果证明了该设计的正确性和有效性。在实际工程应用中,该系统功能全面、接口灵活、可靠性高且易扩展。     

NASA小型卫星技术开创计划中的超光谱成像仪有效载荷

本文介绍TRW公司为美国宇航局小型卫星技术开创计划正在制造的超光谱成像仪有效载荷(HSI)的设计和性能。HSI是地球观测成像光谱仪,把两个光栅光谱仪和全色相机紧凑地组合在一个仪器上。仪器在0.4—2.5μm光谱范围提供384个连续均匀光谱带宽的图像。超光谱成像具有30m的地     

高分辨率成像光谱（HRIS）技术进展和在超光谱成像仪中的实现

由欧洲空间局（ＥＳＡ）资助的高分辨率成像光谱仪（ＨＲＩＳ）技术研制计划,设计目标为机械实验演示模型,最近进展引起了其子系统相当成功的发展。ＨＲＩＳ设计为覆盖光谱范围：４５０ｎｍ～２３５０ｎｍ、高空间和光谱分辨率的推扫超光谱成像仪。具有近空间设计的主要实验设备为：ＴＭＡ（３反射镜消像散系统）、前置光学器件、具有ｉｎ－ｆｉｅｌｄ光谱分离器的双光路光谱仪（Ｏｆｆｉｃｉｎｅ Ｇａｌｉｌｅｏ）、专用ＣＭＯＳ     

偶氮LCP中基于光致双折射效应的灰阶存储

偶氮液晶聚合物（LCP）是一种新型的光存储材料。本文介绍了偶氮LCP中的双光子光致双折射效应,提出了基于偏振角度复用法在偶氮LCP中进行多灰阶存储的基本原理,方法和技术,给出了灰阶存储的原理性实验结果,设计了偶氮LCP灰阶存储器的光学系统结构方案。     

复周期光子晶体的理想多通道滤波特性

利用光学传输矩阵法，引入理想因子，研究了3单元复周期结构光子晶体存在理想多通道滤波特性的参数条件。研究发现，其它参数固定时，晶体的高低折射率介质光学厚度比值离1越远，则多通道滤波特性越理想；波的入射角越大，则多通道滤波特性越理想；在适当的参数条件下，可以获得非常理想的多通道滤波特性，对应的理想因子值在10^-4以下。     

多传感器系统动态性能指标的研究

文章在对多传感器数据融合系统的性能评价与多目标跟踪系统的性能评估技术进行探讨的基础上，给了了多传感器系统动态性能指标的建立方法，最后给出这些指标的设计和应用，取得了令人满意的仿真结果。     

Angle random forwarding (AnRaF) for wireless sensor networks: performances and realization

A novel random forwarding protocol for distributed wireless sensor networks (WSN_s) is reported in this paper. The proposed protocol features the utilization of azimuth angle of the nodes involved and opportunistic selection of the relaying node via contention among neighbors. First, the protocol with precise angle information is discussed and its multi‐hop performance is evaluated by means of both simulation and analysis in terms of average number of hops to the sink node. Simulation results show that it performs well especially in network connectivity. As a complement, node mobility is also introduced to evaluate multi‐hop performance in real environments. Then, a simple MAC scheme to ensure that the node with the highest angular advantage will be selected as a relay is proposed, and subsequently energy and latency performances based on it are evaluated. It is shown that our protocol can effectively deliver data with half number of active neighbors required in geographical random forwarding (G_eR_aF). Finally, a practical method is presented to estimate azimuth angle, combined with which, our forwarding protocol is shown to achieve the performance very close to the case with precise angle information. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Analysis of multi‐user detection of multi‐rate transmissions in multi‐cellular CDMA

In this paper, we address the issue of multi‐user receiver design in realistic multi‐cellular and multi‐rate CDMA systems based on performance analysis. We consider the multi‐user detection (MUD) technique, denoted interference subspace rejection (ISR), because it offers a wide range of canonic suppression modes that range in performance and complexity between interference cancellers and linear receivers. To further broaden our study, we propose a modified ISR scheme called hybrid ISR to cope better with multi‐rate transmissions. The performance analysis, which is based on the Gaussian assumption (GA) and validated by simulations, takes into account data estimation errors, carrier frequency mismatch, imperfect power control, identification errors of time‐varying multipath Rayleigh channels and intercell interference. This analysis enables us to optimize the selection of the MUD mode for multi‐rate transmissions in different operating conditions. The effectiveness of interference cancellation is indeed investigated under different mobile speeds, numbers of receiving antennas, near‐far situations, channel estimation errors, and out‐cell to in‐cell interference ratios. This investigation suggests that the out‐of‐cell interference, the residual in‐cell interference, the noise enhancement as well as low mobility favor the simplest MUD modes as they offer the best performance/complexity tradeoffs. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

多机协同多目标攻击目标全面分配算法

讨论了多机协同多目标攻击目标全面分配算法，阐述了全面目标分配的基本概念、功能和算法程序逻辑图。     

一种灵活的DS-CDMA系统多速率支持方案

本文研究了ＤＳ－ＣＤＭＡ前向链路的可变处理增益多速率传输问题。文中首先指明了现有ＩＳ－９５系统多速率传输的局限性，然后通过分析不同周期离散Ｗａｌｓｈ函数的正交特性，指出如何通过适当分配各个用户信道的Ｗａｌｓｈ码，达到支持多速率业务的目的。分析结果表明，这一改进的多速率传输方案为ＤＳ－ＣＤＭＡ系统应用于第三代移动通信提供了足够的灵活性。     

多址干扰对消及多用户检测技术在CDMA系统中的作用

CDMA系统具有一系列的优点,这些优点使得CDMA技术在移动通信领域中所处的地位越来越重要.但在CDMA已经成为第三代移动通信主流技术的时候,还有许多关键技术要解决,其中最关键的就是要克服CDMA系统中多址干扰（MAI）的技术.本文介绍了多址干扰在CDMA系统中的成因,由此重点阐述了多址干扰对消及多用户检测技术在CDMA系统中的应用,并对他们的性能、局限性和应用环境做了分析和比较.     

车载多光路DOAS技术探测污染气体垂直柱浓度研究

目前天顶方向的车载单光路（DOAS）系统在解析污染气体柱浓度时,都是以测量得到的斜柱浓度近似代表垂直柱浓度,这在计算通量时会造成一定的误差。结合多轴DOAS思想,研究了车载多光路DOAS技术,即在汽车移动平台上设置了两个不同仰角（90°、30°）的望远镜分别接收天顶散射光,利用DOAS方法解析两个方向的斜柱浓度,并结合大气辐射传输模型计算大气质量因子最终获得垂直柱浓度。相比于目前的天顶方向车载单光路系统,车载多光路DOAS系统具有高灵敏度、低不确定性等优点。利用此系统在淮南某电厂进行了测试实验,得到了电厂区域排放的NO2准确垂直柱浓度分布信息,并与天顶方向的斜柱浓度分布比较,两者在浓度趋势上具有较好的一致性。     

基于多码CDMA系统的多级业务接入控制

基于支持多级业务的多码CDMA系统,本文设计了一种适合于多级业务接入的两层控制方案,借助于该方案,实时业务用户一旦被接纳就立刻进行通信,而非实时数据用户的通信过程要受到呼叫层和突发层双重的皎皎接入控制,这样,前者的QoS能够得到保证,而后者则可以充分利用网络暂时闲置的信道容量。