兴隆大气视宁度测量

本文报导了在北京天文台兴隆观测站分别用校差图像运动（DIMM）、星像亮度半峰值全宽度（FWHM）、温度脉动探空（TFS）、声雷达四种不同的测量方法对当地的大气视宁度进行观测的结果。观测资料证明，这几种方法之间有很好的相关性，而且DIMM与TFS之间在定量上也很符合。     

综合散射法与透射法测量水浊度的研究

介绍了水浊度常用的两种测量方法散射法和透射法的原理、特点及其适用范围。结合散射法、透射法特点,提出一种适用于大范围变化浊度测量的综合式探测方法-比值法,并采用了基于比值法的天健TTS浊度计,以及自制的实验平台对福尔玛荆标准液进行测量。列出了TTS浊度计和自制实验平台的测量数据,同时推导了自制实验平台数据处理的公式,并计算出使用不同方法的浊度值。对实验结果的分析和比较表明比值法能有效提高水浊度的测量精度,扩大水浊度的量程。     

基于可调谐半导体激光吸收光谱的大气水汽检测方法研究

用激光吸收光谱方法对大气水汽浓度检测进行了研究。采用窄线宽的半导体激光器作光源,通过直接吸收光谱技术来反演气体浓度。低阶多项式对直接吸收信号进行基线拟合以消除光强波动获得吸光度曲线,再用非线性拟合Levenberg-Marquardt算法进行线型拟合获取积分吸光度,从而根据HITRAN数据库中或实验室测定的吸收线强和展宽系数等参数来进行水汽浓度的直接反演。选取了1.4 附近的两条水汽吸收线进行了浓度检测验证和分析。     

基于dsPIC的精跟踪控制系统设计

对精跟踪的驱动、检测和控制方法进行了研究。设计了精跟踪控制系统的驱动、检测和控制电路,并针对驱动电路的动、静态性能进行了测试研究,对检测电路进行了标定实验,对模糊自整定PID控制方法进行了研究。采用模拟扰动源对系统性能进行了测试,结果表明该系统有良好的精跟踪能力。     

二氧化碳浓度高精度反演的敏感性研究

超光谱技术是高精度反演大气二氧化碳浓度的基础,针对超光谱技术的特点和大气二氧化碳浓度反演精度的要求,在探索大气二氧化碳的吸收特性后,选择了一个适合二氧化碳浓度探测的波段进行研究。根据反演原理和目前所使用的反演方法,利用前向模型LBLRTM着重分析如下四个敏感因素对反演精度的影响：光谱分辨率、海拔高度、二氧化碳初始浓度和地表反照率。研究结果表明,在大气二氧化碳浓度的反演过程中这些因素对精度的提高存在一定的影响。     

质心跟踪算法在小内存DSP上的快速实现

设计了以TMS320DM6437为核心的信标光高速探测与处理系统。由于TMS320DM6437内存较小,片内数据内存只有128 KB,大量的数据图像无法一次移入片内RAM,这就使得现有的图像质心跟踪算法无法在TMS320DM6437上快速运行。针对这一问题,在质心跟踪算法的基础上提出了一种新的数据处理方法,使之在保持质心跟踪算法的跟踪精度、可靠性的同时可以高速运行在小内存的DSP系统上。     

基于加速正则化RL算法的大气湍流退化图像盲复原方法

提出了一种基于加速正则化Richardson-Lucy（RL）算法的大气湍流退化图像盲复原方法（AccRLTV-IBD）。在总变分（TV）正则化RL算法的基础上,引入二阶矢量外推加速技术对其进行加速,形成加速正则化RL（AccRLTV）算法,并将该算法应用到迭代盲目反卷积（IBD）算法中。使用长曝光大气湍流光学传递函数（OTF）的物理模型或根据图像来获取初始的点扩散函数（PSF）,在灰度平均梯度（gray Mean Grads, GMG）的基础上定义了一个相对灰度平均梯度（relative Gray Mean Grads, RGMG）参数作为无参考图像复原质量的评价标准。模拟图像和实际湍流退化图像复原结果表明,基于RL的IBD算法要优于基于Wiener滤波的IBD算法,并且与RL-IBD算法相比,AccRLTV-IBD收敛速度更快,复原效果更好。     

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。     

航空多角度偏振观测京津唐地区大气气溶胶

航空大气多角度偏振辐射计（AMPR）可以获取多角度、多波段和偏振辐射观测数据,将AMPR装载于遥感飞机对京津唐地区（工业发达、人口集中）的气溶胶进行观测,经过数据处理和反演,得到该地区的气溶胶光学厚度。反演过程中,以大气校正后的1640nm波段观测数据作为下垫面的地表偏振信息,结合查找表的方法,综合利用多角度光谱偏振辐射信息,反演得到气溶胶的光学厚度。反演结果与同步地基观测数据对比,结果表明AMPR具备观测典型区域大气气溶胶的能力。     

环境污染与环境安全在线监测技术进展

近年来,日新月异的激光技术促进了光谱技术的发展,以光学探测和光谱数据解析为核心的各种在线监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在环境监测领域中发挥着不可替代的作用。着重介绍了在线监测技术在环境污染和环境安全方面的应用新进展, 并提出了我国进一步深入开展环境光学应用科学技术研究的建议。