激光干涉条纹辅助FTS干涉图数据采样

分析了傅里叶变换光谱仪测量对参考光源的要求,介绍了所研制傅里叶变换光谱仪的光学系统。应用电子学自动增益锁相环倍频技术处理稳频激光干涉图信号,获得了用于干涉图采样的外触发控制信号。选择锁相环８倍频处理实现了电子学信号模拟测量,并且实际测量了Ｈｅ－Ｎｅ激光管６３２．８ｎｍ波长的光谱。该电子学及光学辅助采样系统可以用于测量可见、紫外－真空紫外波段光源光谱。     

变化背景下的污染气体遥感探测

文中介绍的快速背景扣除算法对在污染气体的特征峰是单峰、多峰等情况下,都能快速有效地扣除掉低频背景信号,检出目标特征.这一方法为在快速移动背景下的污染气体探测识别提供了一种快速简便的手段.     

一种移动背景下的污染气体遥感探测算法

作为一种有效的大气污染气体遥感探测识别手段,傅里叶变换红外光谱仪已经得到越来越广泛的应用。当污染气体与背景存在温差时,红外光谱就能反映出污染气体的吸收或发射特征。利用布鲁克公司的OPAG 22型光谱仪采样得到2048点的干涉图,当采用合适的信号处理算法时,可以在不需要预先测量背景的前提下直接分析干涉图得到污染气体的特征信号。本文介绍的快速背景扣除算法在污染气体的特征峰是单峰、多峰等情况下都能快速有效地扣除掉低频背景信号,检出目标特征。这一方法为快速移动背景下的污染气体探测识别研究提供了一个快速简便的方法。     

无背景遥感FT-IR干涉图特征信息提取方法

为改进环境监测方法,结合遥感辐射传输模型,介绍了被动遥感傅里叶变换红外干涉图特征信息提取方法。该算法可直接对污染气体的遥感傅里叶变换红外干涉图进行处理,并利用数字带通滤波器压缩背景红外辐射及其他干扰物质。实现了目标特征信息的有效提取,无需对原始干涉图做傅里叶变换即可获得光谱,特别是无需使用背景光谱获得差谱或者比谱,克服了必须测量干净背景谱的限制。实验结果表明,经过特征信息提取的干涉图可用于模式识别和定量分析,效果良好。     

基于样本匹配的干涉图延拓技术研究

用二维快速傅里叶变换（2D FFT）方法处理干涉图时,由于该算法只能处理数字化的离散数据,且要求采样的数据序列长度必须是2的n次方,则数据分布区域必须是矩形区域,而一般干涉图的数据范围是圆形域,因此必须设法将圆形区域干涉图扩展延拓成矩形区域。提出了一种基于样本匹配的干涉图延拓的原理和方法,利用该方法对一幅实际干涉图进行了空域延拓,取得了满意的结果。结果表明,该原理方法具有较高的处理精度,为波面相位复原奠定了基础。     

单边干涉图相位校正技术与关键问题

基于傅里叶变换红外光谱仪干涉图的单边过零采样和非对称性,对Forman卷积法干涉图相位校正方法进行分析和改进。针对Forman卷积法相位校正过程中需卷积运算,硬件实现难的问题,应用三个快速傅里叶变换(FFT)运算实现线性卷积,节省运算时间。并通过仿真分析了小双边数据量、切趾函数、多次相位校正等对干涉图相位校正效果的影响。在以500K的红外黑体为辐射源,获取红外光谱范围的大气吸收谱实验中,通过HgCdTe点探测器获取单边过零干涉图,采用改进的Forman法对干涉图进行相位校正和光谱重建,经标定、归一化后的复原光谱,光谱分辨率为4cm-1,波长误差比较小,有比较高的准确度。     

傅里叶变换光谱仪中干涉信号的畸变

简要论述了傅里叶变换光谱仪的测量原理,详细说明了几种产生干涉信号畸变的原因,分析了它们在干涉图上的具体表现,并在计算机上仿真得到相应的畸变干涉信号.另一方面,利用一台自行研制的环境适应性相当好的傅里叶变换光谱仪,观察到了与前面所论述的畸变相接近的干涉图,从而验证了分析结论的正确性.由此可见,自行研制的傅里叶变换光谱仪尽管方案正确、性能优越,但还需要在许多方面作相应的改进.     

基于M—Z干涉具的激光光谱探测技术研究

为了探测来袭激光光谱信息,设计了一种激光探测与光谱实时测量装置,以相干探测技术和傅里叶光学与光信号处理为基础,进行激光光谱测量.使用实心小型静态马赫-泽德干涉具作为分光元件,有效地抑制背景光,且能探测纳秒级窄脉冲激光信号;用高速DSP芯片和多通道帧减技术实现实时信息处理,达到背景噪声去除、激光探测和光谱测量.测试结果表明,可探测激光脉冲宽度为10 ns,波长测量误差小于10 nm.     

弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法（NUFFT）相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。     

基于短时傅里叶变换的干涉相位解缠方法

提出了一种基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图解缠方法.该方法首先将干涉相位数据转变成指数,利用二维短时傅里叶变换进行处理,设置阈值,进行二维短时傅里叶逆变换;最后,求取复数相位,获得滤波后干涉相位,达到降低噪声和清除残差点的目的,并利用改进的Itoh方法对滤波后的相位进行相位解缠.仿真和实测数据处理结果验证了该方法的有效性,且与其他方法相比具有较高的精度.     

微弱LFM信号的FrFT检测能力分析

基于分数阶傅里叶变换（FrFT）检测线性调频（LFM）信号广泛应用于雷达、通信、声呐和电子战领域,但缺乏对检测灵敏度的定量分析。为此,研究了FrFT对微弱LFM信号的检测能力。根据FrFT思想和二元假设检验理论,推导了检测概率和虚警概率的数学表达式。由于表达式是关于LFM信号频谱的函数,因此区分快变信号和慢变信号对LFM的频谱进行了合理近似。基于接收机工作特性曲线分析了FrFT检测LFM信号的灵敏度。仿真比较了FrFT与传统傅里叶变换（FT）对微弱LFM信号的检测能力,结果表明FrFT对LFM信号的检测灵敏度和信号累积能力均优于FT。     

大气风速的光学遥感实验

利用激光大气闪烁的频谱特性尝试进行横截风速的遥感。简单描述了这种方法的理论基础和实验装置。同时用均匀分布在光程中的五台风速计作了实际测量。结果表明两种方法的结果很一致。     

基于方向小波的弱尾迹检测

针对遥感图像中的弱尾迹检测,提出了一种基于方向小波变换的尾迹检测新算法,并且比较了方向小波和传统的小波变换在检测尾迹中的不同之处。分析得出方向小波变换更符合图像的方向、纹理特征,因而不仅可以有效检测出图像中的弱尾迹,而且可以检测出某一特定方向上的弱尾迹。仿真结果表明,检测效果十分良好。     

小波变换在毫米波无源探测信号处理中的应用

本文研究在一种特定工作模式下,8mm无源探测器探测水泥路面时的输出信号。推导出了天线温度表达式并用m atlab对输出信号进行仿真。然后用小波变换对仿真信号进行信号处理,并讨论了利用小波变换进行目标识别的可能性。     

卫星激光大气遥感数据反演探讨

卫星激光遥感是继红外、可见和微波之后的一种新型主动探测手段,其数据反演是卫星应用的关键技术和重要环节。卫星激光大气遥感主要有气体成分浓度、气溶胶/云垂直廓线和三维风场等三个应用方向。针对大气CO2和气溶胶/云等要素,分别介绍了天基激光差分吸收和后向散射探测原理,探讨了CO2反演bottom-up算法和气溶胶/云反演层次查找分类算法流程。此外,设计了卫星遥感分级数据产品并给出了反演算法地基和机载验证途径。该研究可服务于激光大气遥感卫星的顶层设计。     

基于光学多普勒频移的低空速测量方法研究

为了解决传统大气数据系统低空速测量不准确的问题,采用了以光学多普勒频移为基本原理的低空速测量方法,并以快速傅里叶变换为数据处理框架构建了一套实验样机,通过标准风洞实验验证,得出系统能稳定测量的最小风速为0.22m/s。结果表明,该系统在不同风速下,均具有较高的分辨率和稳定性。     

一种多 LFM 信号检测与参数估计的方法

针对常规方法对多个线性调频（LFM ）信号进行处理时存在运算量大、不能满足快速检测和交叉干扰的问题,分析了采用分数阶傅里叶变换（FrFT ）对LFM 信号进行参数估计的原理,基于快速解线性调频技术,将LFM 信号检测与参数估计由二维搜索转换为2个一维搜索。该方法可以有效减小运算量,易于工程实现。仿真结果表明,此方法在低信噪比下仍具有良好的性能。     

一种遥感图像中的道路检测方法

道路是遥感图像的重要特征。提出一种从遥感图像中检测道路目标的方法。首先,进行图像预处理,提取边缘,然后进行图像分块并利用Hough变换进行道路检测。分析了Hough变换的特点,并研究了Hough变换域极值点参数的特点,改进了Hough变换在道路目标检测中的应用。该方法不仅快速地检测机场等严格的线状道路目标,而且对具有一定曲率的道路目标同样有效。     

基于傅里叶变换的遥感图像配准

针对存在平移、旋转和尺度关系的多传感器、多谱段遥感图像配准问题,提出了一种基于边缘特征提取和伪对数极坐标傅里叶变换（EPLPFFT）的频域配准技术。采用边缘检测等图像预处理技术。提取了图像的大部分共有显著特征,有效消除了图像间的灰度差异;利用伪对数极坐标离散傅里叶变换（DFT）,改善了对数极坐标DFT的计算精度,从而可以通过对数极坐标频域配准技术配准经边缘提取后的特征图像。遥感图像的配准实验证实了这一方法的稳健性和配准精度。