空间光学合成孔径成像系统原理与关键技术分析

根据傅里叶成像理论,分析了光学合成孔径系统成像原理,指出光瞳函数的离散化,提高了光学合成孔径成像系统的分辨本领,但降低了系统传函中频性能,并使系统在信息获取时具有方向选择性。运用遗传算法对光瞳构形进行优化,光瞳优化后,四孔径系统的优化参数从310.8降到13.7,减小了23倍。在合成孔径成像系统单个子孔径存在像差的情况下,Piston误差对系统的影响最大,其次是离焦误差、倾斜误差、球差、彗差和像散,对于四孔径系统,Piston误差对系统的影响几乎是离焦误差的2倍,像散的4倍。系统曝光时间与填充比的平方或立方成反比。     

空间跟踪与监视系统预警探测单元的技术特性分析

对空间跟踪与监视系统预警探测单元的探测视场、成像像素规模、空间分辨力、光学增益等光学系统性能进行了逆向工程解算;基于目标与背景的短波红外辐射特性,对该预警探测单元的工作波段进行了定量分析,提出了其预警探测单元并非工作在传统预警卫星常用的低大气透过率波段(2.5~2.9μm)的新观点。计算结果表明,在强背景噪声条件下,预警探测单元采取高大气透过率波段(2~2.4μm)的选通滤波措施,可获得最优探测能力。     

空间光学成像系统用高尺寸稳定光学聚酰亚胺薄膜

空间光学成像系统采用薄膜主镜解决了大口径、轻量化、空间折叠展开等难题,但大口径光学透镜的成像指标要求高、空间应用环境恶劣,对透镜基底材料的性能要求严苛,其中尺寸稳定性、空间环境适应性尤为重要。本文提出在分子结构设计基础上,通过共聚合成的方法有效改性聚酰亚胺材料,通过在分子结构中同时引入刚性链和分子链间氢键作用,在保证传统聚酰亚胺高机械性能、高热稳定性的同时,改善其热尺寸稳定性、空间环境光学稳定性。所得高尺寸稳定性光学级聚酰亚胺薄膜材料综合性能良好,是优异的空间光学成像系统薄膜主镜候选材料。     

空间光学窗口的热光学灵敏度分析

在试验测点温度值的基础上,利用Zernike多项式拟合出玻璃表面的温度分布,对特定的周向、径向、轴向温差和温度水平,进行窗口外玻璃热弹性分析,把节点的热变形拟合为Zernike多项式并代入ZEMAX软件求得系统波前误差的RMS。分析结果表明,在温度变化相同时,窗口外玻璃的周向温差对系统波差影响最大。     

用于空间辐射环境探测的金刚石探测器研究综述

空间辐射环境探测可减轻或避免辐射环境对航天器和宇航员的危害,已成为近年来各航天大国研究空间环境的热点。对空间辐射环境进行探测的探测器较多,包括气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器,半导体探测器具有能量分辨率高、探测效率高等优点,已逐渐取代其他两种探测器。金刚石辐射探测器是半导体探测器的一种,具有探测精度高、耐候性好、无需制冷、寿命长以及抗辐射能力强等优点,特别适合长周期、强辐射的深空探测。同时,金刚石禁带宽度大,不响应可见光,可实现日盲观测,已被欧洲空间局(ESA)用于太阳紫外辐射探测。俄罗斯工业技术中心在多种粒子复合探测方面正在研制宇宙射线光谱仪,尽管探测能区集中在中高能,但该光谱仪可实现电子、质子和重粒子的复合探测。基于目前金刚石辐射探测器在单粒子辐射探测中的应用及空间复杂的多种粒子辐射环境,我国的空间辐射环境探测研究应通过设计基于多层金刚石膜的单粒子辐射探测器来提高探测器的能量分辨率,再构建探测器矩阵进行多种粒子复合探测,将人工神经网络算法引入数据处理过程,以拓展探测范围到低能区,实现全能量范围粒子的探测,从而为开展金刚石探测器在空间站、深空辐射环境探测等领域的应用探索奠定基础。     

空间物理和空间天气探测与研究

空间物理学是1957年人造卫星发射成功后迅速发展起来的一门交叉学科。近50年来,空间已成为人类生存的第四环境,其重要性日益突出。20世纪90年代初,空间物理学与空间应用的密切结合产生了专门研究和预报空间环境中灾害性过程及其变化规律,减轻或防止空间灾害并为人类活动服务的空间天气学。文章简要总结了国外及国内空间物理和空间天气探测的历程和发展趋势,并提出对我国未来空间物理和空间天气探测发展规划和探测路线图的几点建议。     

空间引力波探测望远镜研究进展

望远镜是空间引力波探测系统的核心组件之一,主要功能是本地激光的准直发射和远端激光的接收与压缩。望远镜作为干涉光路的一部分,直接影响测量噪声。相对于成像系统,空间引力波探测望远镜除了波前质量要求高之外,对杂散光和光程稳定性也具有极高的要求,而且后两项的挑战性更大。本文围绕望远镜核心指标的实现,对光学系统、光机结构、空间热环境与热控、杂散光仿真与抑制、稳定性测量等方面的研究进展进行了综述,可以为我国的空间引力波探测望远镜研制提供参考。     

水下激光成像系统探测距离的计算与仿真

为了估计水下激光成像系统的工作距离,根据水下激光成像系统的成像过程,通过分析目标的辐射特性,水体的衰减特性等各因素,建立了水下激光成像系统的信噪比模型.根据识别目标所需要的信噪比阈值、脉冲激光器等器件的性能指标,推导出水下激光成像系统的工作距离公式,并且完成了系统成像距离的计算与仿真.采用532 nm的Nd∶YAG固体激光器、自组ICCD相机以及基于FPGA技术设计的同步控制电路板,进行了距离选通水下激光成像实验.实验结果表明:理论模型计算的信噪比与实际图像的信噪比平均误差为1.37 dB,证实了该模型的合理性.     

一种用于水声运动目标成像的空间散射模型

水声成像过程中为了分析所接收的运动目标回波、理解接收信号的形成机理,提出了一种用于该情况的空间散射模型,并利用此模型仿真了\"T\"型阵成像声呐接收的回波信号。对信号的分析说明了空间散射模型的正确性。以空间散射模型为基础,利用傅里叶变换波束形成算法对不同条件下的球体目标进行了水声成像,并分析了成像性能。性能分析说明了水声目标大小、距离等因素对成像的影响情况,还特别强调了在运动情况下目标的成像情况。以上工作完成了对\"T\"型阵水声成像过程的模拟,为成像过程回波信号研究和成像声呐研制提供了理论基础和仿真手段。     

紫外环形临边成像仪的信噪比模拟分析与验证

为了实现无转动光学系统(或扫描部件)即可在360°内一次凝视成像,且满足紫外波段实时全景环形临边成像探测的要求,本文提出了一种将全景成像系统应用到大气临边探测的光学系统设计。由于工作于紫外波段的特殊性,仪器接收到的信号较微弱,因此信噪比成为衡量紫外环形临边成像仪性能的重要指标。本文首先对紫外环形临边成像仪样机进行信噪比的模拟分析,推导出信噪比模拟公式,从理论上计算得出紫外环形成像仪的信噪比,然后建立相应的试验装置加以验证,试验结果与理论值基本符合,证明了该模拟分析方法对于紫外环形临边成像仪的信噪比估测是可行的。     

空间低温光学的新进展

介绍美国计划于２００２年发射的新型红外太空望远镜的低温系统、低温光学仪器的性能；主镜和二次镜的低温性能试验和材料选择。概述了９０年代初期发射的哈勃太空望远镜在实际运转时所存在的问题。     

光电成像系统空间传递特性建模

本文系统分析了光电成像系统的空间传递特性,并对其进行了建模,对于光电成像仿真、系统性能评价具有重要意义。     

用于空间态势表达的海量空间目标可视化

目前空间目标的可视化方式不能很好地满足海量空间目标实时态势表达的需求,考虑到各空间目标位置计算的独立性以及GPU并行处理的优势,将目标模拟中计算量较大的位置解算工作交由GPU并行处理,采用顶点着色器进行空间目标的位置解算,采用片元着色器进行空间目标显示效果的设置,最后采用实际数据和模拟数据相结合的方式验证了该文的方法性能和效果.实验结果表明:提出的空间目标可视化表达方法即使在目标接近50万颗时,可视化模拟消耗的时间也只有50 ms左右,完全能满足实时性的要求,同时片元着色器的设置也使空间目标可视化效果更加逼真.     

商业空间中树立企业品牌形象探析

推动商业空间发展最直接、最主要的两大力量是消费者与商品.商业空间为企业、产品和消费者之间提供了交流的平台,是企业与消费者间的终端媒介.同时商业空间也是企业彰显自身独特品牌文化,树立企业品牌形象最直观的场所.主要从艺术设计的角度探讨了商业空间中树立企业品牌形象的设计手法,以促进品牌形象在商业空间中的推广与利用.     

版面设计的流动空间研究

通过例证、引证的方法,论证版面设计中流动空间效果的再现;从形式美的法则、心理学、信息传播的角度来分析说明,版面设计中的空间不仅仅是平面意义上三维空间的再现,它是一种通透的、舒适的、不断发展变化的流动空间.     

一种新的求解零空间线性鉴别分析的快速算法

利用随机矩阵相乘是最近提出的一种求解零空间线性鉴别分析的算法,但是此算法需要对一个n×n的矩阵进行特征值分解(n指的是训练样本数),使得其算法复杂度依然较高。为了进一步提高零空间线性鉴别分析算法的求解速度,本文提出了一种新的利用随机矩阵相乘的求解零空间线性鉴别分析的快速算法。本文的算法不需要对n×n的矩阵进行特征值分解,使得其算法复杂度比现有的零空间线性鉴别分析求解算法要低得多。理论分析和在人脸数据库上的实验表明,本文算法的计算速度远比现有的零空间线性鉴别分析求解算法要快,但是其识别率与现有的零空间线性鉴别分析求解算法相同。     

Bayesian Scale Space Analysis of Differences in Images

This article considers the detection of image features in different spatial scales. The main focus is on capturing the scale-dependent differences in a pair of noisy images, but the technique developed can also be applied to the analysis of single images. The approach proposed uses Bayesian statistical modeling and simulation-based inference, and it can be viewed as a further development of SiZer technology, originally designed for nonparametric curve fitting. Numerical examples include artificial test images and a preliminary analysis of a pair of Landsat images used in satellite-based forest inventory. This article has supplementary material online.     

空间设计中的素描教学

系统地阐述了空间设计艺术中素描教学的独特性,并通过分析这些特点以找出素描教学中必要的5个对应点:细节训练、抽象化构成训练、明暗关系训练、材质训练、视点与角度训练,从现有的僵化素描教学体系中突围出来,搭建空间设计与素描教学的桥梁。     

用于全景成像系统的一种新型光学非球面

介绍一种用于全景成像系统的单个复杂非球面前置元件,从几何光学的基本原理出发,给出了这种非球面的高斯分析和不同情况下的面形方程,利用正交拟合算法得到了便于实现光路计算的多项式表述,并成功地运用于光线追迹和像差计算。