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相似文献
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1.
汪洪源  张伟  王治乐 《应用光学》2009,30(3):410-416
根据目标所处的背景辐射环境,对空间卫星的紫外散射特性进行建模方法研究。依据目标表面材料属性与表面状况对目标表面进行区域分解与网格划分。基于辐射理论引入双向反射分布函数模型来描述目标表面网格单元的光散射特性,将目标各个表面所有网格单元散射分量叠加建立了目标紫外散射特性的数学模型。利用给定的目标几何结构尺寸和物性参数仿真获得了目标在轨动态光学特性。在某一观测角度下太阳帆板在探测光学系统入瞳产生的辐照度值与卫星本体接近,最大量级为10-11W/m2。仿真结果表明太阳帆板在目标特性分析时不可忽略。  相似文献   

2.
太阳辐射的在轨监测和定标   总被引:1,自引:0,他引:1  
杨东军  方伟  邱红  齐瑾 《发光学报》2010,31(5):676-681
采用宽视场设计,逐轨扫描太阳式测量方式的FY-3A太阳辐射监测仪,结合在轨一年半的太阳辐照度观测数据和地面实验与理论分析,研究了影响定标精度的因素,给出了修正方程和曲线,并通过与世界辐射基准(WRR)的地面外场定标实验,得到了FY-3A上的三台绝对辐射计的比例系数R1=1.008 3,R2=1.006 6和R3=1.006 5。日地距离的理论分析和实际太阳辐照度测量曲线均证明:地球近日点太阳辐照度值最大,远日点太阳辐照度值最小,且在±3.34%范围内随日期变化。利用天文公式,结合遥感源包中的准确测量时间,给出了日、地修正系数。另外,分析了冷空间背景辐射对定标精度的影响,给出了冷空间辐射值的计算公式,并结合宽视场设计和扫描式测量的特点,重点分析了采光结束时刻和刚捕获太阳光时刻入射角的差异给辐照度测量带来的影响,通过几何关系给出了入射角修正系数方程及修正曲线。最后,综合各定标修正系数,给出了在轨定标方程和定标曲线,并分析了定标精度。  相似文献   

3.
基于高次余弦散射分布的空间卫星可见光特性   总被引:6,自引:4,他引:2  
汪洪源  张伟  王治乐 《光学学报》2008,28(3):593-598
基于几何光学和辐射理论,研究了空间卫星的可见光散射特性.空间卫星的背景辐射主要包括太阳的直接辐射和地球及大气的散射辐射,根据目标的结构特性与背景特性建立了空间卫星的几何模型和光照模型.分析目标表面状况,入射到目标表面的光线近似服从高次余弦散射分布,根据能量守恒定理及表面材料的高次余弦散射分布特性建立了目标散射特性的数学模型.通过矢量坐标变换确定太阳、地球、观测卫星在目标本体坐标系下的相对位置关系.根据给定的几何尺寸和表面物性参量仿真获得了目标在探测器入瞳处的能量分布及星等特征,目标本体与太阳帆板在探测器入瞳处的辐照度最大量级均为10-12 W/m2.仿真结果表明太阳帆板在目标特性分析时不可忽略,为空间目标的可见光探测提供参考数据.  相似文献   

4.
星载太阳紫外光谱监视器的地面辐射定标   总被引:1,自引:2,他引:1  
王淑荣  宋克非  李福田 《光学学报》2007,27(12):2256-2261
星载太阳紫外光谱监视器是一种小型化、高精度紫外-真空紫外光谱辐射计,它有两种工作模式,即探测太阳紫外光谱辐照度的太阳模式和探测大气的太阳后向散射紫外光谱辐亮度的大气模式。对应这两种工作模式分别建立了紫外-真空紫外光谱辐照度和紫外光谱辐亮度定标装置。光谱辐照度标准灯直接辐照仪器的漫反射板进行仪器的光谱辐照度响应度定标,光谱辐照度标准灯辐照标准漫反射板形成朗伯面光源进行仪器的光谱辐亮度响应度定标。误差分析表明:160~250 nm光谱辐照度绝对定标误差为6.5%,250~400 nm为4.3%;250~400 nm光谱辐亮度绝对定标误差为5.9%。星载太阳紫外光谱监视器获得的地外太阳紫外光谱辐照度与大气的太阳后向散射光谱辐亮度数据,同国际上的观测结果相比一致性达±10%。  相似文献   

5.
Ring效应是指大气中O_2和N_2分子对太阳光的转动拉曼散射致使太阳夫琅禾费结构变浅(被填充)的现象。大气气溶胶能够改变光子在大气中的光程和大气散射性质,进而影响到光子发生转动拉曼散射的几率(RSP),最终影响填充效应。通过观测RSP在不同气溶胶状态下的变化,可以反演得到气溶胶参量信息。采用地基多轴差分吸收光谱(multi-axis differential optical absorption spectroscopy,MAX-DOAS)方法在晴朗无云天气下对Ring效应进行了观测,并把测量值和模型值进行了对比,两者一致性较好;选取大气辐射传输模型McArtim研究了在不同大气条件下Ring效应对气溶胶参数等的灵敏度,结果表明在大多数测量情况下,气溶胶光学厚度和边界层高度对RSP影响较大,在90°仰角时,AOD从0.1增加到1,RSP减少了24.6%,边界层高度从1km增加到3km,RSP增加了4.4%。研究表明,Ring效应对气溶胶光学厚度和边界层高度较为敏感,这为反演气溶胶的垂直分布提供了一种新方法。  相似文献   

6.
由于光电式日照计中散射辐射光电传感器的测量精度会严重影响日照计测量太阳辐照度的准确性,为降低散射误差,在室内检定时需进行较为准确的散射辐射模拟。通过对逐日时间尺度下辐射衰减率与各气象因子间的线性相关性分析,进行多元线性回归拟合后得出长春地区逐日水平面太阳散射辐射模型,并在室内检定系统中对水汽、尘埃等散射作用造成的辐射衰减进行了模拟,设计了室内散射环境模拟室。实验结果表明,水平面太阳日散射辐射量的拟合值与实测值匹配较好,实测值与拟合值均匀分布在拟合线两侧,相关系数(R~2)在0.8以上,表明散射辐射模型效果较好。  相似文献   

7.
为有效分析固定倾斜安装的多排双面太阳能组件背面辐照度,通过视觉因子辐照度模型分析,将行间距为D的地面划分为n段,并区分阴影区和非阴影区,经过对地面接收散射辐照度的视觉因子,及各电池接收地面反射视觉因子的修正,实现了组件背面辐照度模型改进。模拟与实验结果表明:在某晴朗天气下,倾斜角为26°,离地高度为1.5 m,行间距为4 m,组件长度为1.7 m,地面反射率为30%时,双面组件获取的总辐照度较单面组件增益为18.98%,模型与测量辐照度误差为0.68%。  相似文献   

8.
自行搭建的拉曼光谱点扫描系统,以柠檬酸钠还原法配制的SC银溶胶为表面增强剂,建立了桂花酒中山梨酸钾的定量预测模型,模型校正集决定系数(R2C)和均方根误差(RMSEC)分别为0.978 9和0.070 3 g·kg-1,验证集决定系数(R2P)和均方根误差(RMSEP)分别为0.934和0.165 7 g·kg-1。桂花酒中山梨酸钾的定量预测模型为主光谱模型,结合K/S算法,探讨了基于DS算法和PDS算法将桂花酒主光谱模型向杨梅酒的修正传递方法。结果显示,用K/S算法选取4个杨梅酒样品,基于DS算法传递桂花酒主光谱模型验证结果RP和RMSEP值分别为0.906 1和0.215 0 g·kg-1。K/S算法选取3个杨梅酒样品(窗口宽度为5),基于PDS算法传递桂花酒主光谱模型验证结果RP和RMSEP值分别为0.905 5和0.225 0 g·kg-1。DS算法和PDS算法均可以用少量样品将桂花酒中山梨酸钾的主光谱预测模型有效传递给杨梅酒,实现了一种被测物预测模型在同类物种间的传递,具有重要实用意义。  相似文献   

9.
研究了北京谱仪(BES)Ⅱ带电径迹测量误差矩阵的修正,使运动学拟合TELESIS方法在BESⅡ物理数据分析中得到应用.1)在BESⅡ数据重建程序中,加入了适当的MDC重建单丝分辨率(250μm)和Q修正.2)在TELESIS程序中,放入了BESⅡ有效物质量对BESⅡ误差矩阵进行多次库仑散射和dE/dX能损效应的修正.3)在此基础上,通过J/ψ→μ+μ的数据样本分析,完成了BESⅡ24×106J/ψ事例RUN-by-RUN的误差矩阵刻度,同时对BESⅡMC数据也作了相应的刻度.经上述误差矩阵修正后,BESⅡ的TELESIS可以较好地满足BESⅡ数据分析工作的要求.  相似文献   

10.
高精度太阳辐照度仪的光谱扫描测量   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了实现对太阳辐射的绝对测量和大气特性的精确反演,研制了光谱覆盖范围在0.4~1.0μm的高精度太阳光谱辐照度仪。太阳辐照度仪采用Fèry棱镜实现入射太阳光的色散,闭环控制光谱扫描机构的方法实现光谱扫描。论文详细介绍了太阳辐照度仪光谱扫描测量部分的设计。给出了Fèry棱镜的设计要求,实现单一元件完成光谱色散;利用陷阱探测器进行光谱采集,保证了测量精度;结合探测器的性能参数,说明了温控的需求和方法;介绍了光谱扫描结构的设计方法,实现了精确的波长定位;给出了音圈电机的参数、稳定性和供电要求,实现了0.025%的波长定位误差。开展室外观测实验,实现了0.4~1.0μm波段的太阳细分光谱扫描测量,并分别与可见-短波红外光谱仪和自动太阳光度计(CE318)进行了对比。结果表明,辐照度仪的光谱扫描测量结果的吸收峰波长值吻合,与CE318全天测量数据的相对偏差小于0.13%,可见波段的光学厚度的相对偏差小于2%,近红外波段的相对偏差小于4%。  相似文献   

11.
航空高光谱的大气校正是进行高光谱定量反演的基础,但通过空地同步对比分析航空高光谱大气校正的研究较少,论文主要研究了Hyspex高光谱遥感数据不同的大气校正方法。在现有的几种大气校正方法的基础上,提出了一种大气校正的新方法:首先,采用果蝇-鲍威尔优化算法反演光谱的性能参数(中心波长和半波高度的偏移量),对光谱重定标。然后在光谱重定标的基础上,采用MODTRAN模型对Hyspex高光谱数据进行大气校正,得到地表反射率数据。利用同步采集的五种典型地物的地面实测ASD数据将提出的新方法与现有的几种大气校正方法(快速大气校正、经验线性法大气校正、基于6S模型的大气校正、基于FLAASH模型的大气校正、基于MODTRAN模型的大气校正)的大气校正结果进行对比分析,并采用决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)来比较各种大气校正方法的精度。结果表明:提出的果蝇-鲍威尔优化MODTRAN模型的大气校正结果最好,决定系数在80%以上,均方根误差在15%以内;基于MODTRAN模型、FLAASH模型、6S模型的方法的校正结果稍次于本文提出的新方法,结果比较稳定,决定系数在70%以上,均方根误差在20%左右;快速大气校正与经验线性法的校正结果不稳定。可以得出结论:本文提出的果蝇-鲍威尔优化算法有效可行,可以精确的反演出中心波长和半波高度的偏移量,其大气校正的精度优于现有的多种大气校正方法。  相似文献   

12.
成都地区太阳紫外UV-B辐射的测量与分析   总被引:2,自引:1,他引:2  
本文报道成都地区紫外UV-B辐射的系统测量与分析。成都地区地面紫外UV-B辐射存在明显的日变化、月变化、月际变化特征:晴天紫外UV-B辐射早晚小,中午大,日最大值为3.65 W/m2,日最小值为0.4167 W/m2;UV-B辐射月最大值为3.67 W/m2,最小值为1.67 W/m2,月变化达1.7 W/m2;2006年7月正午紫外UV-B辐射比2005年12月高出3.63 W/m2。夏季晴天正午地面UV-B辐射最大值为3.93W/m2,远小于中国其他城市的辐射量。而成都位于四川盆地,以多云多雾天气为特征,不同云雾量对紫外辐射有不同程度的衰减,因此成都地区地面实际的紫外辐射相对较弱。  相似文献   

13.
The accurate prediction of the solar diffuse fraction (DF), sometimes called the diffuse ratio, is an important topic for solar energy research. In the present study, the current state of Diffuse irradiance research is discussed and then three robust, machine learning (ML) models are examined using a large dataset (almost eight years) of hourly readings from Almeria, Spain. The ML models used herein, are a hybrid adaptive network-based fuzzy inference system (ANFIS), a single multi-layer perceptron (MLP) and a hybrid multi-layer perceptron grey wolf optimizer (MLP-GWO). These models were evaluated for their predictive precision, using various solar and DF irradiance data, from Spain. The results were then evaluated using frequently used evaluation criteria, the mean absolute error (MAE), mean error (ME) and the root mean square error (RMSE). The results showed that the MLP-GWO model, followed by the ANFIS model, provided a higher performance in both the training and the testing procedures.  相似文献   

14.
The impact of aerosols on the forecast accuracy of solar irradiance calculated by a fine-scale, one day-ahead, and operational numerical weather prediction model (NWP) is investigated in this study. In order to investigate the impact of aerosols only, the clear sky period is chosen, which is defined as when there are no clouds in the observation data and in the forecast data at the same time. The evaluation of the forecast accuracy of the solar irradiance is done at a single observation point that is sometimes affected by aerosol events. The analysis period is one year from April 2010 to March 2011. During the clear sky period, the root mean square errors (RMSE) of the global horizontal irradiance (GHI), direct normal irradiance (DNI), and diffuse horizontal irradiance (DHI) are 40.0?W?m?2, 84.0?Wm?2, and 47.9?W?m?2, respectively. During one extreme event, the RMSEs of the GHI, DNI, and DHI are 70.1?W?m?2, 211.6?W?m?2, and 141.7?W?m?2, respectively. It is revealed that the extreme events were caused by aerosols such as dust or haze. In order to investigate the impact of the aerosols, the sensitivity experiments of the aerosol optical depth (AOD) for the extreme events are executed. The best result is obtained by changing the AOD to 2.5 times the original AOD. This changed AOD is consistent with the satellite observation. Thus, it is our conclusion that an accurate aerosol forecast is important for the forecast accuracy of the solar irradiance.  相似文献   

15.
The average tropospheric volume mixing ratio of CHF2Cl (HCFC-22) has been retrieved from a time series of high spectral resolution ground-based infrared solar absorption spectra recorded with the McMath Fourier transform spectrometer located at the U.S. National Solar Observatory facility on Kitt Peak in southern Arizona (31.9°N, 111.6°W, 2.09 km altitude) for the time period October 1987–November 2002. The retrievals are based on fits to the well-isolated, unresolved 2ν6 Q branch at 829.05 cm−1 and the SFIT2 retrieval algorithm. The measured daily averages show a near linear rise per year in the mean tropospheric volume mixing ratio as a function of time with a best fit yielding an average increase rate of (5.66±0.15) parts per trillion (10−12) by volume per year, corresponding to (6.47±0.17)%yr−1, 1 sigma, at the beginning of the time series. The tropospheric mixing ratios retrieved from the solar spectra have been compared with monthly average surface flask sampling measurements from the Climate Monitoring and Diagnostic Laboratory (CMDL) station at Niwot Ridge, Colorado (40.0°N, 105.5°W, 3013 m altitude), archived measurement from the same location, and early CMDL northern hemisphere Pacific cruise measurements. The average ratio of the retrieved tropospheric mixing ratio relative to the CMDL surface mixing ratio is 1.053 for the overlapping 1987 to 2002 time period. The retrieved mean tropospheric mixing ratio is consistent with the surface measurements within the errors estimated for the remote sensing observations.  相似文献   

16.
汪建刚  韩占锁  秦艳  曹锋  郭羽 《应用光学》2020,41(6):1262-1267
主要研究了1 000 W/m2以上红外辐照度测量仪的校准问题。针对红外辐照度测试仪实际使用情况,讨论了配备和未配备光学系统的测量仪校准方法,对于每种类型的辐照度测量仪给出了不同校准架构的校准算法。提出了利用高亮度大口径辐射源进行高量值辐照度的校准原理,组建了一套实验室专用的高量值红外辐照度校准装置,利用3 000 ℃腔式黑体和800 ℃大尺寸面源黑体进行了实际校准,给出了校准结果。最后讨论了现有高量值红外辐射照度校准方法的改进方向。  相似文献   

17.
魏素  肖君  魏秀东  卢振武  王肖 《中国光学》2016,9(2):255-262
为了确定一种新型间接测量太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度分布方法的测量误差范围,对其进行了进一步研究。从理论公式出发,分析了该测量方法的误差源;使用球面小定日镜、CCD相机、漫反射板、中性密度滤光片等设备进行了能流密度测量的实验,使用MATLAB软件对实验数据进行处理,得到了漫反射板上聚焦光斑的能流密度分布和总能量;实验时借助全站仪测量并计算了定日镜中心的光线入射角,根据定日镜的面积和反射率、太阳直射辐射值、余弦效率等计算了光斑能量的理论值,并与测量得到的聚焦光斑总能量比较,得出了实验条件下该方法测量光斑总能量以及能流密度的相对误差为3.5%。该测量误差在允许范围内,进一步证实了该能流密度测量方法的正确性和可行性。  相似文献   

18.
利用MODIS数据进行QuickBird-2卫星海岸带图像大气校正研究   总被引:8,自引:1,他引:7  
大气校正是遥感信息定量化过程的一个重要环节,而在大气校正中起关键作用的是气溶胶光学厚度,气溶胶的模式和大气漫射透过率;但在浑浊的水体上空,这些参量很难用卫星图像反演得到,从而提出了基于同步MODIS数据辅助QuickBird-2卫星图像进行海岸带大气校正算法,该方法由MODIS图像的水体像元反演出混浊水域上空气溶胶光学特性,与MODIS气溶胶产品相比相对误差小于10%;同时,借助6S辐射传输模型,并考虑了高分辨率图像临近像元效应,对QuickBird-2卫星海岸带图像进行大气校正.给出了我国沿海地区QuickBird-2卫星图像大气校正的结果,并对反演误差进行了分析.  相似文献   

19.
A fast scene-based nonuniformity correction algorithm is proposed for fixed-pattern noise removal in infrared focal plane array imagery. Based on minimization of L0 gradient of the estimated irradiance, the correction function is optimized through correction parameters estimation via iterative optimization strategy. When applied to different real IR data, the proposed method provides enhanced results with good visual effect, making a good balance between nonuniformity correction and details preservation. Comparing with other excellent approaches, this algorithm can accurately estimate the irradiance rapidly with fewer ghosting artifacts.  相似文献   

20.
建立了基于低密度奇偶校验(LDPC)码和多脉冲位置调制(MPPM)的无线光通信系统模型,给出了相应系统模型下的解码算法,研究了(m,2)MPPM的比特符号映射方式,提出了用改进的遗传算法(GA)搜索的优化映射方法,最后在大气湍流信道下进行了仿真。仿真结果表明基于LDPC码和MPPM的无线光通信系统性能明显优于未编码的MPPM系统,结合LDPC码和多光束发射技术可以提高系统抗强大气湍流影响的能力;通过GA优化的映射方法在不增加系统复杂性的情况下能进一步提高系统的纠错性能,可以获得更大的编码增益。  相似文献   

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