2015年召開的第17屆世界氣象大會(huì)確定了由世界氣象組織(WMO)基本系統(tǒng)委員會(huì)(CBS)牽頭制定的WMO全球綜合觀測(cè)系統(tǒng)(WIGOS)2040年遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃。WMO的每個(gè)計(jì)劃對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)的要求都是:更高、更快、更準(zhǔn)。未來全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)將會(huì)給人類提供更加全面且準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)信息,同時(shí)也對(duì)氣象衛(wèi)星提供的大氣變量提出了更高的要求,其中具有足夠垂直分辨率的三維大氣溫濕度分布數(shù)據(jù)是非常重要的一項(xiàng)。傅里葉光譜儀相比于其他類型的高光譜儀器,具有高光通量、多通道和高光譜分辨率的優(yōu)點(diǎn),非常適用于大氣探測(cè)。從1962年開始,傅里葉光譜儀就不斷地被搭載到航天器中,用來對(duì)大氣溫濕度、水汽高度分布、大氣變換過程、地標(biāo)成分以及大氣壓強(qiáng)進(jìn)行觀測(cè)。于2016年12月11日發(fā)射的風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星是我國第二代地球靜止軌道(GEO)定量遙感氣象衛(wèi)星,采用三軸穩(wěn)定控制方案,將接替自旋穩(wěn)定的風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星,同時(shí)極大地提升我國靜止軌道氣象衛(wèi)星探測(cè)水平。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星配置了干涉型大氣垂直探測(cè)儀,其光譜分辨率為0.625 cm-1,可在垂直方向上對(duì)大氣結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高精度探測(cè),該類型儀器在美國第三代靜止軌道衛(wèi)星GOES-R上并不具備,做到了全球...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1. 課題背景
    1.2. 星載傅里葉光譜儀發(fā)展概況
    1.3. 傅里葉光譜儀信息處理技術(shù)
        1.3.1. IASI信息處理技術(shù)概述
        1.3.2. TANSO-FTS數(shù)據(jù)處理技術(shù)概述
        1.3.3. CrIS數(shù)據(jù)處理技術(shù)概述
        1.3.4. GIFTS等傅立葉光譜儀數(shù)據(jù)處理技術(shù)概述-
    1.4. 課題研究?jī)?nèi)容
        1.4.1. 論文結(jié)構(gòu)安排
2. 傅里葉光譜儀基礎(chǔ)理論
    2.1. 干涉分光技術(shù)
        2.1.1. 干涉分光原理
        2.1.2. 干涉分光光譜分辨率
    2.2. 干涉圖采樣
    2.3. 傅里葉光譜儀噪聲分析
        2.3.1. 噪聲的數(shù)學(xué)分析
        2.3.2. 傅立葉光譜儀探測(cè)器噪聲
        2.3.3. 傅里葉光譜儀探測(cè)器-放大器噪聲
        2.3.4. 傅里葉光譜儀其他電子學(xué)噪聲
    2.4. 傅里葉光譜儀信噪比計(jì)算
    2.5. 本章小結(jié)
3. 傅里葉光譜儀采樣分析
    3.1. 采樣誤差分析及影響
    3.2. 等時(shí)采樣
    3.3. 等光程差采樣
    3.4. 數(shù)字方法重采樣
        3.4.1. 多項(xiàng)式插值
        3.4.2. 傅里葉變換插值
        3.4.3. 濾波器插值
    3.5. 建立仿真干涉圖
    3.6. 采樣仿真分析
    3.7. 本章小結(jié)
4. 星載傅里葉光譜儀信息處理算法
    4.1. 毛刺檢測(cè)和剔除
        4.1.1. 毛刺檢測(cè)
        4.1.2. 毛刺剔除
    4.2. 非線性校正
    4.3. 切趾
    4.4. 帶通采樣
    4.5. 傅里葉變換
        4.5.1. 并行FFT算法
    4.6. 條紋計(jì)數(shù)錯(cuò)誤處理
    4.7. 光譜定標(biāo)
        4.7.1. 儀器線形函數(shù)
            4.7.1.1. 影響儀器線形函數(shù)的因素
            4.7.1.2. 儀器線形函數(shù)計(jì)算
        4.7.2. 參考激光的影響
        4.7.3. 氣體池定標(biāo)法
    4.8. 輻射定標(biāo)
    4.9. 本章小結(jié)
5. 星載傅里葉光譜儀信息處理方案設(shè)計(jì)
    5.1. 整體方案介紹
    5.2. 星上數(shù)據(jù)處理
        5.2.1. 毛刺檢測(cè)
        5.2.2. 非線性校正
        5.2.3. 零光程差（Zero Path Difference, ZPD）檢測(cè)
        5.2.4. 干涉圖疊加平均
        5.2.5. 切趾處理
        5.2.6. 數(shù)據(jù)壓縮
            5.2.6.1. 濾波抽取
            5.2.6.2. 位消減
            5.2.6.3. 數(shù)據(jù)壓縮比分析
    5.3. 地面數(shù)據(jù)處理
        5.3.1. 傅里葉變換
            5.3.1.1. 定點(diǎn)FFT誤差分析
            5.3.1.2. 基于FFT的布魯斯坦CZT算法實(shí)現(xiàn)
        5.3.2. 條紋計(jì)數(shù)錯(cuò)誤（FCE）檢測(cè)
        5.3.3. 光譜定標(biāo)
        5.3.4. 輻射定標(biāo)
    5.4. 本章小結(jié)
6. 高速并行FFT和CZT解決方案及實(shí)現(xiàn)
    6.1. 處理器的選擇
        6.1.1. FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列
        6.1.2. GPU圖形處理器
        6.1.3. 多核DSP處理器
    6.2. 多核DSP處理器關(guān)鍵技術(shù)
        6.2.1. SYS/BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
        6.2.2. EDMA3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
        6.2.3. 核間通信技術(shù)
        6.2.4. 中斷系統(tǒng)
    6.3. PCIe數(shù)據(jù)通信
        6.3.1. PCIe總線簡(jiǎn)介
        6.3.2. PCIe驅(qū)動(dòng)開發(fā)
    6.4. 下位機(jī)軟件
    6.5. 性能測(cè)試分析
    6.6. 本章小結(jié)
7. 總結(jié)與展望
    7.1. 課題研究總結(jié)
    7.2. 課題展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3786328