机载紫外DOAS成像光谱仪CCD成像电路的设计及实施

机载紫外DOAS成像光谱仪通过获取大气与地表的折射或散射的紫外光辐射,监测大气痕量气体的分布与变化,其电子学部件的重要组成部分为CCD成像电路。采用帧转移型面阵CCD-47-20为图像传感器,以现场可编辑门阵列（FPGA）为核心控制器的成像电路模块,设计并实现了一套完整的机载紫外光谱仪成像系统。CCD成像电路完成包括CCD驱动时序电路、CCD数据采集电路,接收CCD模拟图像信号产生数字图像信号,将数字图像信号通过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）传输给机载通讯系统等功能。讨论了机载紫外成像光谱仪的设计过程,并重点讨论了CCD成像电路的设计过程。设计的机载紫外DOAS成像光谱仪系统成像分辨率为0.286。实验证明满足大气污染气体的观测需求。     

实用机载成像光谱仪系统

叙述了经实用化设计定型的ＭＡＩＳ机载成像光谱仪的系统设计和遥感应用情况，并给出了系统的主要技术参数。     

用于研究海岸的成像光谱仪

美国斯登尼斯空间中心最近研制出了一台“海岸研究成像光谱仪(CRIS)”。这台海岸研究成像光谱仪是一台机载遥感系统,它是专门设计用来研究近海水的物理、化学和生物特性的．该成像光谱仪由一个可见光高光谱成像分系统和一个红外成像分系统组成。可见光高光谱成像分系统用于测量水色,以获取水中的生     

机载成像光谱仪新概念

欧洲空间局（ＥＳＡ）认为有必要发起一种旨在对机载成像光谱仪下定义的研究工作，这种机载成像光谱仪应可视作星载“过程研究空间成像任务”（ＰＲＩＳＭ）的先驱，该研究工作包括确定一次“机载ＰＲＩＳＭ实验”（ＡＰＥＸ），这次实验将对ＰＲＩＳＭ任务的准备，定标，生效，模拟和应用的发展作出贡献，ＡＰＥＸ仪器被定义了一种推帚式成像器，该成像器在轨迹方向上具有１０００个像元，在４５０ｎｍ至２５００ｎｍ的波长范围内具     

机载高光通量双波段成像光谱仪的设计

分析了成像光谱仪常见结构的优缺点并给出了分析过程,对望远镜系统和光谱成像系统结构进行了合理选择,实现了单一成像光谱仪同时覆盖可见近红外(VNIR)和中波红外(MWIR)双波段。根据研究目标要求设计了一个大F数(VNIR波段F/3,MWIR波段F/2)机载双波段成像光谱仪。该光谱仪双通道共用一个同轴平场无遮挡Schwarzschild望远镜,用二向色分束器分开。双通道光谱成像系统均采用同心共轴的Dyson结构,VNIR波段和MWIR波段光谱分辨率分别达到5 nm和15 nm。为使设计的系统结构合理,介绍了光束分离结构和光谱仪的光束折叠方法。设计结果表明:该系统结构简单,效果良好,谱线弯曲分别小于1.2μm和0.5μm,谱带弯曲均小于0.5μm,偏振灵敏度小于4%,适用高光谱分辨率机载双波段成像光谱仪。     

双狭缝高分辨率紫外成像光谱仪光学系统设计

在机载和星载领域,尤其是用于观测科学目标短期变化的应用领域,遥感平台逐步要求光谱仪在实现高分辨率的同时缩短重访时间。研究了基于Offner结构的紫外成像光谱系统,设计了一种工作波段为250~500nm、双狭缝均长50mm、双入射狭缝间隔为37mm、光谱分辨率为0.3nm的双缝高分辨率紫外成像光谱仪,并对设计结果进行了分析与评价。结果表明,这种紫外双缝成像光谱仪在41.67lp·mm-1处的传递函数达到0.76以上,实现接近衍射极限的优良成像质量,同时大大缩短了系统重访时间,提高了系统的信噪比,在保证高分辨率的同时缩小了系统体积和扫描镜口径,适合机载和星载遥感应用。     

精准农业观测高数值孔径短波红外成像光谱仪光学系统

研究了一种在1.0~2.5 m短波红外波段上可用于机载精准农业观测的成像光谱仪光学系统。研究分析了用于精准农业探测所需的成像光谱仪科学性能参数,着重改进了Dyson成像光谱仪系统并获得了完善的消像散条件,使得其各组成部分在沿光轴方向和垂直光轴方向均具备足够的空间,确保了狭缝、探测器和光学镜片的光机结构放置。设计成像光谱仪具备良好光学性能,光学系统F数为1.5,视场28,狭缝长度25 mm,光谱分辨率12.7 nm,空间分辨率1 mrad,系统像差得到充分校正,公差比较宽松。该系统的研究将为精准农业遥感应用提供一种思路。     

干涉成像光谱技术及其空间应用

在遥感领域,高光谱成像技术于20世纪末取得了重大突破,它是当前遥感领域的前沿技术之一。干涉成像光谱仪是继色散成像光谱仪之后新出现的一种成像光谱仪,它通过获取目标干涉图,从而间接得到高光谱影像的先进遥感设备,具有高通量、多通道以及光谱采样连续等诸多优点,代表着未来高光谱发展的一个重要方向。结合西安光机所在干涉成像光谱方面的科研工作,比较了干涉成像光谱仪与色散成像光谱仪的优缺点,分析了干涉成像光谱仪的工作原理,结合项目进行的机载飞行试验结果,介绍了干涉成像光谱仪在目标识别、农作物普查等方面的应用。     

基于Vega的SAR成像仿真系统设计

利用软件平台VC＋＋、Muhigen Creator和Vega设计机载合成孔径雷达（SAR）成像仿真系统，分析了影响机载SAR成像质量的各种参数，论述了利用Vega的雷达仿真模块——Radar Works开发机载SAR成像仿真软件的流程以及整体系统的实现等关键技术。仿真结果表明，该系统能较好地模拟各种参数下机载SAR的成像效果，对机载SAR成像系统性能评估有一定的辅助作用。     

处理算法提高了光谱成像质量

一台机载或者星载成像光谱仪能够在对地面进行成像的同时,探测由每个像素发射的大范围的辐射波长.目前可以使用的成像光谱仪有四十多种,它们具有一个共同的特征,即每台光谱仪都会迅速地产生过多的数据,这对数据的实时处理来说是一个挑战.     

线阵推扫成像光谱仪几何校正误差的理论分析

针对本课题组研制的线阵推扫成像光谱仪和GPS/INS组合定位的集成系统,分析了姿态位置参数、焦距测量和安装角测量引入的几何校正误差,并利用航空试验数据计算出了定量化的误差结果.     

星载成像光谱仪星上实时数据压缩的研究

针对星载成像光谱仪的地物信息获取模式，运用最佳线性预测压缩技术，并配合霍夫曼（Ｈｕｆｆｍａｎ）高效编码方法，达到对星载成像光谱仪谱、像综合数据进行严格保存信息压缩的目的。给出星载成像光谱仪星上实时数据压缩技术方案的基本原理、系统实现以及相应的实验结果与结论。     

机载双频曲线SAR系统与试验

曲线合成孔径雷达（SAR）是一种孔径流形特殊的成像雷达,其所搭载平台通过作曲线运动,能观测到目标更多的方位散射信息、获取更高的空间分辨率,同时还具备一定的三维成像能力。随着成像技术的不断发展,机载曲线SAR在重点区域侦测相关任务中呈现广阔的应用前景。本文主要介绍了研究团队近年研制的机载双频曲线SAR系统,以及于2020年9月在陕西开展的一系列机载双频曲线SAR飞行试验。该系统能同时完成Ku波段三通道以及L波段双通道全极化数据采集工作,文中对曲线SAR中的高分辨成像、子孔径关联三维特征提取、曲线孔径干涉处理以及动目标跟踪检测等处理应用进行了介绍,并给出了实测数据处理结果,验证了系统性能和其可靠性。     

基于视场合成的成像光谱仪数据采集系统设计

推扫式遥感仪器可以采用多个镜头进行视场合成以提高仪器的总视场.视场合成技术涉及光学、机械、电子学系统技术.电子学系统需要完成多镜头数据的采集、融合及其他处理.在光谱仪地面测试数据采集系统中,每个镜头对应一个独立的数据采集与处理模块.控制模块同步各子模块的数据采集,并通过FIFO接口获取各子模块数据,然后通过PCI数据采集卡发送到PC机中.所有模块插在一个底板中,底板完成模块间的连接.介绍了多镜头下数据采集系统的设计与实现.     

机载光纤通道数据采集系统研究与设计

随着光纤通道设备在机载环境应用的普及,对光纤通道数据的采集和分析越来越重要,为满足机载设备测试试飞需求,本文研究机载光纤通道数据采集系统关键技术,并设计用于机载环境的光纤通道数据采集系统,通过试验测试验证满足应用要求.     

阵列探测器在成像光谱偏振探测技术中的应用

为了在成像光谱偏振仪中应用近红外焦平面阵列探测器,得到高质量图像信息,结合新型弹光调制型成像光谱偏振探测技术(PEM-ISP),提出了一种基于近红外焦平面阵列探测器的成像光谱偏振探测技术。系统采用FPA-640512 InGaAs焦平面阵列探测器作为光学探测接收元件,采用高速现场可编程门阵列(FPGA)作为信号处理单元,做到对光学信号的快速采集与并行处理,满足高速、实时的信号传输与处理技术等要求。将经高速A/D采集得到的数据存储到FPGA外扩的静态随机存储器中,以保证数据的完整性。数据最终通过通用串行总线传至上位机,上位机通过LabVIEW实现图像还原。结果表明,该系统可以应用于PEM-ISP中,实现对测量信号的精确探测与采集,并得到完整的图像信息。     

基于FPGA的傅里叶变换成像光谱仪实时数据采集与显示系统设计

利用可见光相机模拟干涉仪,基于FPGA设计了傅里叶变换成像光谱仪实时数据采集与显示系统,为后续的实时光谱复原奠定了良好的技术基础。该系统主要由采集、存储、数据变换及显示四个部分组成,主要涉及SAA7113、ILI9325等芯片的配置、SDRAM控制器的设计、像素的提取、色彩空间的变换等。经71ms初始化完成后,各部分协调运行,能够实时输出目标的图像信息,具有运算速度快,便于升级维护,可进行二次开发等优点。