光学传感器星上定标漫射板的特性测量

为了考察星上定标漫射板的光学特性及其在航天环境下的稳定性,对其进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射比因子(BRF)、双向反射分布函数(BRDF)等反射特性的测量;同时,进行了系列环境模拟试验.结果显示:星上定标漫射板反射率在可见近红外波段可达0.99,光谱差异＜0.01,在短波红外波段达0.95以上;10～60°BRF变化低于0.1, 0～60°BRDF变化＜0.045,其方向特性与光谱、紫外辐照关系不大;漫射板350 nm反射率在120 h等效紫外辐照下的衰变＜3%,其光学特性受原子氧、质子轰击影响甚微,并通过了航天级力学环境试验.试验研究表明:漫射板具备高反射率、光谱平坦性、朗伯性及其在航天环境下的稳定性,能够满足航天应用要求.     

多角度偏振辐射计星上积分球结构设计及检测

为满足星载多角度偏振辐射计六孔径同时定标及全光路定标的要求,根据多角度偏振辐射计的光路特点和结构约束设计了六出孔椭球形积分球定标源,并对积分球辐射输出的一致性﹑均匀性及偏振特性进行了检测。其中,一致性的检测采用定标后的光谱辐射计直接测量;均匀性的检测考虑积分球出口小,采用了透镜加光阑扫描的方法;偏振度的检测使用了根据马吕斯消光定律设计的线偏振检测仪。实验和检测结果表明,采用的检测和数据处理方法提高了系统的信噪比和测量的准确性。积分球成对开孔输出一致性优于99.5%,面均匀性优于99%,偏振度低于1%,这些结果满足多角度偏振辐射计的辐射定标需求。     

比辐射星上定标器结构设计及有限元分析

比辐射星上定标器是一种新型的遥感卫星在轨辐射定标装置,其结构设计的可靠性将直接决定星上光学系统的定标精度。为了得到星上定标器结构在航天力学条件下的响应情况,用ANSYS Workbench对其加速度过载和随机振动响应特性进行了有限元分析,获得了定标器箱体的加速度过载响应特性、固有频率和振型、随机振动响应特性。分析结果表明,定标器箱体在航天力学条件下强度和刚度都满足设计要求。为后期振动试验和结构优化设计提供了定量化参考依据。     

基于激光光源的太阳辐射计视场角测量方法

视场角（FOV）是太阳辐射计的基础参数,也是太阳辐射计传递定标方法和室内积分球光源对比定标方法的关键参数,获取高精度的FOV是提高此类定标方法精度的重要手段。基于矩阵扫描测量方法,针对CE318型太阳辐射计,研制了激光光源测量FOV系统,并将测量结果与传递定标法进行了对比验证。结果表明：基于激光光源的矩阵扫描测量效果最好,不确定度为0.4%~1.1%;而基于太阳光源矩阵扫描测量受太阳运动的影响,因此有一定的发散角,导致测量结果比激光光源测量结果小约1.3%~1.4%。此外,在太阳辐射计历史定标系数较多时,激光光源测量结果与传递定标法计算的FOV结果一致性较好,说明传递定标法在历史数据多时也可以得到较精确的FOV结果。     

光学传感器星上定标漫射板空间稳定性测试与分析

对光学传感器星上定标漫射板进行了研究,考查其在航天环境下的稳定性和适应性.漫射板经振动冲击、高低温循环、热真空和紫外辐照等系列环境模拟试验仍然保持良好的光学特性;紫外辐照前后其在350 nm处的反射率衰变不超过3%,分析认为这种紫外辐照下的反射率衰变是由于污染所致,通过改进工艺和环境控制是可以消除的;同时,漫射板通过了空间力学环境试验.研制的星上定标漫射板的空间稳定性能够满足航天应用要求.     

消杂光反射涂料远红外波段反射率测试及误差分析

以空旷天空为冷背景,以在远红外波段高吸收率低反射率的常温面源黑体和低吸收率高反射率的漫反射镀金参考板作参考,采用夹逼的办法,测得消杂光反射涂料在远红外波段的发射率,从而间接测得消杂光反射涂料在远红外波段的反射率.通过进一步的公式推导与误差分析,说明该夹逼测试方法在测试高吸收率的消杂光反射涂料时,应该特别强调常温面源黑体发射率的定标精度,并在测试时保持常温面源黑体、漫反射镀金参考板、被测试品三者的温度一致.     

光学传感器星上定标漫射板的特性测量与分析

本文对研制的星上定标漫射板半球反射比(DHR)、双向反射比因子（BRF）、双向反射分布函数（BRDF）等反射特性进行了测量;同时,为了考察其在航天环境下的稳定性和适应性,进行了系列环境模拟试验。结果显示：星上定标漫射板反射率在可见近红外波段可达0.99,光谱差异小于0.01,短波红外波段在0.95以上; 10°~60°BRF变化低于0.1, 0°~60°BRDF变化小于0.048,其方向特性与光谱、紫外辐照关系不大;漫射板光学特性受原子氧、质子轰击影响甚微,而紫外辐照下的反射率衰变是由于有机物污染所致,通过改进工艺能够消除这种衰变;漫射板通过了航天级力学环境试验。研究表明：漫射板具备高反射率、光谱平坦性、朗伯性及其在航天环境下的稳定性,能够满足航天应用要求。     

漫反射参照体双向反射比因子绝对测量研究

为提高漫反射参照体双向反射比因子（BRF）测量准确度,设计了漫反射参照体BRF绝对测量系统。该系统以积分球辐射源为照明光源,高精度陷阱(Trap)辐亮度计为探测器,通过对积分球辐射源辐亮度、漫反射参照体反射辐亮度和几何因子的测量,实现了漫反射参照体BRF绝对测量。结果分析表明,测量不确定度优于1％（k=2）,通过对630 nm波长下漫反射参照体BRF数值积分得到的方向－半球反射比因子（DHRF）比朔源到中国计量科学研究院的采用积分球方法得到的DHRF高0.57％,差别在二者测量不确定度范围之内,进而验证了BRF绝对测量的准确性。     

成像光谱反射率反演中观测角影响的分析

针对OMIS I机载成像光谱数据,通过6S辐射传输码模拟计算和相应理论分析,讨论了观测角变化对传感器入瞳处辐射亮度的影响和由此引起的反射率反演误差.结果表明:在太阳反射波段,观测角的影响有很强的波段特性,大气散射作用较强的短波长波段与大气气体强吸收波段是这种影响的敏感波段;地面目标亮度不同,这种影响也是不同的,对低反射率目标影响较大,而对高反射率目标影响甚微;另外遥感器飞行高度也是决定这种影响情况的重要因素.     

Russian roulette优化小波算法在X射线荧光光谱去噪中的应用

小波去噪是效果较好的去噪算法，小波函数和分解等级的选择对去噪质量影响很大，但利用小波函数对X射线荧光光谱去噪存在优化困难。针对这一问题，提出了一种基于Russian roulette优化小波算法用于X射线光谱去噪。以土壤中Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb等8个重金属元素定量模型的决定系数(R²)求和为优化目标，通过Russian roulette优化策略更新小波函数和分解等级，经过设定的迭代次数后，选出实际土壤样品光谱较优的小波函数和分解等级。该方法在55个国家标准物质土壤样品的30 s测量的X射线荧光光谱进行验证，优化后8个元素的R²均有所提高，8个元素的定量模型R²之和从7.8383增大到7.8704。这将为小波去噪在X射线光谱的元素快速测量提供一种可选择的方案。