推扫式高光谱影像的相对辐射定标研究

为了找到更适合于推扫式高光谱影像的相对辐射定标方法,本文从成像光谱仪CCD探元响应不均匀问题入手,在实验室和外场两种情况下,分别通过使用均匀场景法和基于灰阶靶标的相对辐射定标方法对可见—近红外高光谱相机进行相对辐射定标以及进行相对辐射校正,计算并完成了相对辐射定标的精度分析与评价。结果表明:(1)相对辐射定标可以有效地去除条带噪声;(2)由精度评价结果可知,相比较于基于灰阶靶标方法的外场相对辐射定标,使用均匀场景法进行实验室内的相对辐射校正效果更好,可为航空高光谱航飞试验提供参考。     

光谱仪焦平面阵列非均匀性校正的研究

针对成像光谱仪相关技术要求,对辐射源定标焦平面阵列非均匀性校正的数学方法进行了深入研究,导出了适于成像光谱仪应用的相关算法并分析了其特点,实验结果表明焦平面阵列非均匀性校正算法能有效提高成像光谱仪干涉图的成像质量,显著提高光谱复原的精确性.     

TerraSAR-X几何校正及辐射定标模型

Terra SAR-X图像的几何校正和辐射定标对于获取地面目标高精度地理位置信息和辐射特征具有重要意义。采用距离-多普勒间接定位模型和仿射校正模型进行SAR影像几何校正,同时完成地形辐射校正并对辐射定标精度进行验证。距离向和方位向上达到了约0.3 m和0.4 m的几何定位精度;相对辐射定标精度优于0.3 d B,绝对辐射定标精度为0.22 d B,所以该模型能达到方法较高的精度且简单快捷。     

嫦娥一号IIM数据绝对定标与初步应用

我国首颗探月卫星嫦娥一号携带的干涉成像光谱仪IIM能够以较高的空间分辨率和光谱分辨率获取月表元素和矿物信息, 是实现我国首次探月四大任务的必备仪器. 现有数据尚未转换为反射率且传感器响应不均一, 尚无法直接使用. 本文主要目的是对该数据进行绝对定标和辐射畸变校正, 为数据的正确使用提供方便. 研究结果表明, 在空间域传感器左侧响应偏低; 在波谱域长波段辐射畸变比较明显. 针对探月数据特点和定量分析的需求, 提出了基于光谱特征的反射率归一化校正方法, 对多个地区的验证表明该方法具有实用性和通用性. 经过校正后的反射率与地基望远镜光谱匹配良好, 可以开展月球研究. 最后, 利用校正后的数据对两个直径〉35 km的撞击坑开展了初步的应用, 发现在千米尺度上月壳存在成分差异. IIM数据能够在全球、区域和局部尺度上获取月球表面的化学组成, 有助于深化对月球形成和演化的认识.     

微型化绝对辐射计研制

为了给航天仪器提供一个长期实时的绝对标准,解决航天仪器测量绝对精度低并且长期稳定性下降的问题,本论文介绍一种采用微机械技术把绝对辐射计微型化的新型绝对辐射计,可把它作为定标基准源引入光谱仪定标系统。其工作原理是利用光电等效性,用电功率标定光功率,采用双测辐射热计精确对称补偿技术,以降低热沉温漂影响,测辐射热计采用金刚石片做衬底,上面采用MEMS技术集成了加热丝、热敏电阻与吸收。对研制出的原理样机进行了性能测试,结果相对于太阳辐照绝对辐射计(Solar Irradiance Absolute Radiometer,SIAR)灵敏度提高3个量级,时间常数缩短8倍,重复性达0.15%。微型化绝对辐射计可作为航天和地面光谱仪的实时绝对定标标准,使仪器的绝对定标精度提高1个量级。     

基于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正

针对在高光谱偏振成像系统中,由于红外面阵探测器CCD像元响应的不均匀性引起像素误差,提出了一种适于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正的方法。本文采用积分球进行辐射定标,分析输出辐照度和像元响应的关系,提出了曲线拟合方法,此方法加快了运算速度并使得输出非均匀性减小了90%以上。根据实验结果对粗糙度进行对比分析,场景的粗糙度降低了20%以上,得到在单色光和复色光下粗糙度一致,解决了在高光谱全偏振成像时CCD对其造成的影响,从而使得光谱精度更高。     

基于声光可调谐滤波器的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正

针对在高光谱偏振成像系统中,由于红外面阵探测器CCD像元响应的不均匀性引起像素误差,提出了一种适于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正的方法。采用积分球进行辐射定标,分析输出辐照度和像元响应的关系,提出了曲线拟合方法;此方法加快了运算速度并使得输出非均匀性减小了90%以上。根据实验结果对粗糙度进行对比分析,场景的粗糙度降低了20%以上,得到在单色光和复色光下粗糙度一致,解决了在高光谱全偏振成像时CCD对其造成的影响,从而使得光谱精度更高。     

溢油荧光光谱探测系统不同增益下的光谱定标

提出了一种采用氘灯、卤钨灯双标准光源对溢油荧光光谱探测系统进行光谱辐照度定标的方法,并使用光纤耦合余弦校准器对光谱仪的定标数据做了余弦校正。用于紫外-可见光波段溢油紫外光诱导荧光光谱的探测,解决了卤钨灯在(250—400)nm波段辐射强度弱和大多数光谱仪器在紫外波段响应较差而导致的定标困难问题。对增强型CCD不同的增益情况下分别进行了光谱仪辐射定标,分析了光谱探测信噪比对定标系数与增益之间的线性关系的影响。为荧光光谱探测的自动增益控制系统提供了有效的参考数据。使用定标后的光谱仪获取了柴油和润滑油经宽谱段紫外灯激发的诱导荧光光谱,其紫外光诱导荧光在360 nm处附近存在响应峰值,可以用于水面溢油监测。     

MODIS可见近红外波段定标与真实性检验

提高卫星遥感数据的质量,进而实现定量化应用,其基本前提和关键在于传感器的绝对辐射定标.为检验Terra卫星MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)传感器的星上定标系数的准确性和可靠性,2007-05在北京遥感综合实验场网内蒙二连浩特实验场,采用反射率基辐射定标方法对MODIS可见-近红外波段开展定标与真实性检验.结果表明,场地定标系数和MODIS的星上系数非常吻合,相对差异小于6%,证明场地反射率基辐射定标方法定标和MODIS星上定标得到的定标系数均准确、可信度高.     

高稳定性、高精度积分球辐射定标系统的研究

本文试制了一种积分球辐射定标系统,采用单片机进行电源恒定功率控制和光电检测,使积分球输出的辐亮度稳定性、面均匀性得到了较大的提高,从而获得了一种高稳定性、高精度的积分球工程应用定标系统。     

单位切丛T1S2n+1上的几何

本文给出一般矢丛上Sasaki度量的局部表示,特别得到单位切丛T1S^2n＋1上Sasaki度量的表达式.利用Grassmann流形上的示性类定义了T1S^2n＋1上的calibration,证明了L2n＋1是T1S^2n＋1上体积极小的子流形.采用切丛TS2n＋1上的不同联络,证明了Hopf向量场是S^2n＋1上体积最小的单位向量场.     

基于立体视觉的摄像机标定方法的研究

摄像机标是立体视觉获取三维空间信息的前提与基础。标定结果的好坏直接影响着三维测量的精度及三维重建结果的好坏。笔者首先在本文中对摄像机标定的基础知识作了简要的介绍,采用三维标定块标定摄像机,避免传统的利用标定板标定摄像机丢掉了Z维的坐标信息所引起的误差,同时考虑相机的径向畸变因素,以提高标定精度。实验结果表明该方法精度较高,能满足立体视觉系统的需要。     

基于落锤动标装置的传感器准静态绝对校准方法

该文介绍落锤动标装置的工作原理及其功能，阐明了传感器准静态绝对校准的定义、方法，按照传感器的压力量程，分别设计了相关模型段的重锤－油缸组件，根据大量实验数据，建立各压力段的绝对校准模型，并且通过实验验证模型的可行性。     

单场景摄像机的大视场标定

提出将一种多工位、单个小尺度标准靶应用于对摄像机大视场进行差分标定的方法.即将小标准靶分别放置在视场的中心和四个角五个工位,利用每个工位标准靶上标准点的差分坐标对摄像机进行差分标定,分析了标准靶在物面上的位置、标定靶尺寸对标定精度的影响.在510 mm×510 mm的物面范围内,用一个140 mm×140 mm的小标准靶进行差分标定时,标定残差在18μm左右,均值为4.3μm.实验结果表明,在单场景测量中,采用多工位标准靶差分标定方法,可以实现对摄像机的高精度标定.     

高精度摄像机标定模板的设计及识别算法

针对目前摄像机标定模板——黑白棋盘格识别精度低导致标定精度降低的问题,提出了一种以渐变圆形为特征的摄像机标定模板以及相应的检测算法.新的摄像机标定模板以渐变圆形作为图元代替以前的棋盘格交点,从而可以使摄像机更精确地对其位置进行识别,得到更精确的摄像机标定结果,并保留了黑白棋盘格作为标定模板,具有制作简易,成本低廉的优势,并且针对这种标定模板,提出了精确的检测算法.实验结果表明,在相同的摄像机和相同的环境下,新标定模板和检测算法标定的投影误差比黑白棋盘格的标定结果减少了20%.     

一种柔性环境试验设备现场校准方案

针对传统的环境试验设备校准方案在应用上的不足，提出一种柔性的、普遍适用于各种环境试验设备的现场校准方案。文中首先通过系统需求分析，给出系统的硬件和软件设计方案，然后就柔性校准这个核心问题做进一步地分析和阐述。通过实际测试，说明提出的设计方案具有显著的应用价值和推广意义。     

SCARA型精密装配机器人零位误差的校正

研究了ＳＣＡＲＡ型精密装配机器人零位误差校正技术，开发了精密装配机器人零位误差校正的软件，并进行了零位误差校正的实验     

数字化天气雷达强度标定方法

数字化天气雷达的组网观测是天气雷达发展的必然趋势，现有数字化天气雷达提供的强度场必须经过强度标定后再用于组网，因此迫切要求制定数字化天气雷达标定方法。指出了使用标定方程时应注意的量纲问题，针对有关文献中存在的问题提出了解决方法。     

清远连州CINRAD/SA-D型业务试验双偏振天气雷达技术评估

以北京敏视达雷达有限公司生产的国内首部S波段业务试验双偏振雷达（清远连州CINRAD/SA-D型）为研究对象,从硬件升级、在线/离线标定方法、信号处理及软件技术等方面与美国WSR-88D双偏振天气雷达进行比对分析,重点对采用机内信号源法的长期标定结果和小雨数据全链路标定结果进行统计分析.研究结果表明:机内长期标定情况下,差分反射率因子ZDR和差分传播相位φDP的统计方差分别为0.205 3 dB和1.135 8°;通过关键参数筛选出的业务观测小雨数据,ZDR的标准差值控制在了0.5 dB以内,这些结果与美国天气雷达标定指标相当.