基于BP神经网络的云相态检测方法研究

利用MODIS中5个光谱波段上不同云相态的特性,提出了一种基于BP神经网络的云相态检测方法。首先,分析了所选波段上不同云相态的特性,利用5个波段上光谱图像的反射率、亮温值和亮温差值构成4组特征数据作为输入层,隐层和输出层分别采用优化的传输函数。然后,利用3层前馈型BP神经网络对所选波段MODIS数据进行了云相态检测。最后,将两组测试数据用该BP神经网络算法进行云相态检测的结果与相应MOD06云相态数据进行了对比分析,结果表明该方法能很好地识别云相态,检测平均准确率达到86.11%,计算结果与标准结果平均相关性达到0.874的高度相关,且无需在计算前进行复杂的云和晴空分离处理。     

自适应光学系统中非共轭问题对波前校正的影响

在常规的自适应光学系统中,变形镜与波前传感器满足共轭位置关系以保证最好的校正效果。现基于角谱理论,通过对光场线性传输过程的仿真,分析了波前传感器偏离与变形镜共轭的位置的情况下波前校正效果所受到的影响。结果表明,波前传感器偏离共轭位置的距离增大和共轭位置波前的增大,均会导致校正效果变差。     

基于阵列探测器的空间失配角匹配外差探测研究

空间失配角是影响外差探测的主要因素之一,很小的角度失配就会导致中频信号极为微弱。通过分析提出,外差信号的振幅可以视为探测器量子效率分布函数的傅里叶变换,基于此提出一种单元增益可调的阵列探测器接收方法。该方法通过设置阵列中探测单元的增益系数,使阵列有效量子效率分布函数的频谱特性匹配信号光与本振光形成的干涉光场,以此提高存在失配角时的中频信号的强度。通过对有效量子效率分布函数的调整,匹配不同角度入射的信号光,即可达到高速扫描探测的目的。     

基于干涉条纹移动量的非接触振动测量研究

为了实现大振幅、高带宽振动的非接触精密测量,本文提出了一种全新的光学测量系统.两束相干光的远场干涉条纹位置与两束光之间相位差有关,相位差的变化将引起干涉条纹移动.获取主条纹的位置,可以计算两束光之间的相位差,基于此可以还原物体的振动位移量.对振幅为10μm的单频余弦信号以及频率为44.1 kHz的声音信号仿真还原结果表明,本文所提光学系统和还原算法可以还原出亚微米级的振动信号,并能准确还原出音频信息.     

基于大地坐标系的球面大气辐射传输模型

为了解决大地坐标系中的大气辐射传输计算问题,提出了TOG模型。首先,建立了球面大气模型,依据目标和观察者的大地坐标、观察日期和时间给出了观察天顶角和方位角、太阳天顶角和方位角的计算方法。然后,提出了分层迭代算法计算球面大气中的物质吸收量。采用孤立层和累加法解算了球面大气的上行辐射亮度。利用TOG模型计算分析了两个红外波段内大气的辐射传输特性,并使用MODIS的测量结果对TOG模型进行了校验,结果表明相对差异小于5%。     

MODIS影像条带噪声行的判断及去除研究

为了提高MODIS_L1B含有条带噪声的波段5和波段27的影像质量,基于MODIS的扫描特性提出了一种通过扫描带行均最大值判断条带噪声行的方法。去除影像的噪声行时,在波段5的单行邻域插值法基础上,针对波段27提出了一种相邻多行插值方法。最后,通过对比原始数据和去条带噪声后数据的差值图、行均值图和数值分析来证实条带噪声处理效果。结果表明:该方法可以精确判断这两个波段影像的所有条带噪声行,且对条带噪声去除效果较好,去除条带过程简单且适用于复杂场景的光谱图像。     

液晶闪耀光栅波前相位测量方法

电控液晶光栅在卫星激光通信、激光雷达的光束指向应用中具有体积小、光束灵活可控的优势。而获取电控液晶光栅对光波前的相位调制分布则是评价液晶光栅性能的关键。提出液晶光栅调制波前相位的共轭移相干涉测量技术,通过实验对比验证了实测远场分布与近场相位计算远场分布的一致性,由此可实现由近场相位测量的光束指向控制新方法。     

基于泽尼克模式系数的自适应光学遗传算法

为了提高遗传算法(GA)控制的自适应光学(AO)系统的收敛性能,建立了一套新型的基于泽尼克(Zernike)模式系数的19单元自适应光学系统模型。在优化过程中,遗传算法不直接优化变形镜(DM)19个驱动器上的电压值,而是优化前10阶泽尼克模式系数。推导出19个电压值与前10阶泽尼克模式系数之间的关系矩阵,并进行了对比数值仿真。结果表明,该系统能够更好地校正固体激光器系统输出光束的波前像差。相对于直接优化变形镜电压值的无波前自适应光学系统,该自适应光学系统能够将遗传算法的收敛速度提高5倍以上。