红外傅里叶光谱仪的仪器线形函数及工程应用

提出了利用定量化的仪器线形函数对面阵傅里叶光谱仪像元进行光谱修正的方法。系统介绍了傅里叶光谱仪的仪器线形函数,结合仪器的自身特征建立了仪器线形函数模型,并利用MATLAB进行了仿真计算。通过理论计算给出了中心像元和边缘像元的激光光谱波峰之间的差值,其同实际值的相对误差均值仅为4.21%,修正后的边缘像元光谱准确度达到10-5量级。得到的结果从理论角度证明了利用仪器线形函数对面阵型傅里叶光谱仪进行光谱修正的有效性。最后从实际工程应用的角度出发,提出了针对面阵傅里叶光谱仪非中心像元光谱修正的方法。实验显示该方法具有很强的普适性,可在保证较高光谱准确度的基础上极大地提高光谱定标的效率,降低光谱定标的工作量。     

风云四号A星干涉式大气垂直探测仪在轨定标及性能评价

干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)是风云四号A星(FY-4A)的三大主载荷之一,其主要功能是实现大气温度和湿度参数的垂直结构观测.为了满足卫星数据定量化应用的要求,FY-4A星成功发射之后,围绕GIIRS开展了一系列的在轨定标和性能评价工作.评价结果表明:除部分通道受到有机挥发物的影响,85%的通道灵敏度优于设计指标;利用大气辐射传输模式,通过比较观测光谱与模拟光谱的均方根误差来确定激光有效采样频率,实现了GIIRS在轨光谱定标,精度达到10 ppm;利用星上面源黑体,考虑到非理想干涉图的相位影响,采用改进后的两点式外黑体定标法,实现了星上在轨辐射定标,长波和中波的平均亮温偏差均小于1 K,优于设计指标.     

干涉图零光程差位置的确定方法

风云四号A星干涉式大气垂直探测仪在轨运行以来发现,受噪声、采样误差、条纹计数错误等影响,干涉图零光程点会发生定位偏差.干涉条纹平移引起的相位误差与波数成线性关系,对残余相位进行线性回归分析可以得到零光程差位置的偏移量.利用在轨实测数据,应用残余相位方法,分析了零光程点定位偏差校正前后对相位谱及辐射光谱的影响.该方法已经应用于风云四号A星干涉式大气垂直探测仪的在轨数据预处理中,并取得了很好的应用效果.     

红外傅里叶光谱仪的干涉图模型研究及应用

介绍了红外傅里叶光谱仪干涉图的获 取原理和过程。基于MATLAB软件,首次采用将数值积分技术结合 离散傅里叶变换的方法对干涉图特性进行了建模和计算,得到了不 同温度黑体辐射所对应的干涉图,并对其直流偏置、最 大值以及相对最小值等特征进行了分析。定量给出了相对最小值与直流偏 置之间的线性关系,并从试验数据上对其进行了验证。在国内首次 从干涉图特性的角度分析了大气垂直探测仪系统的背景噪 声。然后对通过在CTIA型读出电路中引入减法电路来提高动态范围的 方法进行了可行性分析。结果表明,该方法并不具有可行性。     

扫描镜热辐射校正对FY-4A星AGRI定标精度的提升研究

多通道扫描成像辐射计（Advanced Geostationary Radiation Imager, AGRI）是风云四号A星的主要有效载荷之一。为了满足AGRI长波红外遥感数据高精度定量化应用的要求,构建了扫描镜热辐射随机械转角变化的函数模型,提出了一种可用于星上黑体和地球场景观测遥感数据的校正算法。基于FY-4A星AGRI的在轨数据,分析了模型参数对扫描镜温度的依赖性,研究评估了校正算法对长波红外定标精度的改善效果。在扫描镜温度场平稳时间段内,扫描镜热辐射校正后,B11（8.0~9.0 μm）、B12（10.3~11.3 μm）、B13（11.5~12.5 μm）波段的定标偏差分别可以得到-2.81 K~+1.06 K、-0.60 K~+0.19 K、-0.68 K~+0.24 K的显著改善。与IASI交叉定标检验结果表明,改善后的在轨定标亮度温度偏差优于0.5 K@290 K。     

基于FPGA的地检系统设计与实现

系统是为某型号新一代航天载荷可见光通道设计;主要功能是实现可见光通道的图像的实时采集与获取,完成可见光通道的地面调试与性能检测;文中针对测试需求提出了完整设计方案和软硬件实现方法;系统采用Xilinx新一代低功耗现场可编程门阵列(FPGA)作为控制核心,通过自顶向下的程序设计方法完成硬件时序驱动和逻辑控制;系统主要完成了机械接口设计,CMOS探测器的电路设计与时序驱动,光电压信号的放大、滤波与数模转换,图像数据与上位机的传输接口设计以及上位机软件设计;高速数据传输通过USB接口来实现;经测试验证,系统功能良好,能很好地满足实际工程需求。     

高精度永磁同步电动机控制系统设计

介绍利用CPLD和DSP组成的高精度永磁同步电动机驱动控制的设计方案。CPLD读取光栅编码器输出的位置信号,DSP完成控制环节的闭环校正,并进行矢量脉宽调制。从硬件构成和软件流程上对系统进行具体说明,试验表明系统具有良好的控制精度。     

一种离轴使用的同轴三反射系统的设计和装调

本文设计了一种视场角为3.的离轴使用的同轴三反射系统,并从理论上分析了焦平面如何离焦补偿像差、反射镜倾斜和偏心之间的补偿关系.通过采取离焦、折镜的平动或转动、反射镜本身的偏心和倾斜相互补偿的方法,来补偿反射镜的装调误差.事实证明,比普通离轴三反射系统的装调容易实现,精确度高.     

低速大惯量高精度扫描控制系统的电流环研究

本文介绍了卫星扫描控制系统的一般原理，阐明了电流环对电机控制系统的重要性。在对国内外电流环实际水平所作分析的基础上，提出了一条适合风云四号气象卫星扫描辐射计扫描控制系统的电流环控制方法。最后给出了该电流环的原理框图和硬件实现框图。     

一种种群自适应收敛的快速遗传算法

作为一种全局搜索算法,遗传算法的局部搜索能力较低,后期产生的无效进化与早熟收敛影响优化的速度和精度。已有的改进策略多以算法的时间复杂度为代价提高后期效率,严重限制了遗传算法在工业控制系统中的应用。针对这种情况,提出了一种新型种群自适应收敛的快速遗传算法,即通过提高种群的遗传质量,在严格控制算法复杂度的前提下提高优化性能。仿真结果证明,在不增加时间复杂度的前提下,新算法显著地提升了收敛精度和收敛速度。