空間大氣成分的信息有助于人類對(duì)全球的氣候進(jìn)行研究,進(jìn)而更好的幫助人類的生產(chǎn)和生活。天基遙感的大氣探測(cè)方法是一種效率較高的大氣探測(cè)手段。研究高效率的天基遙感大氣探測(cè)方法,在氣候預(yù)測(cè)與預(yù)警、以及污染的防護(hù)和治理等領(lǐng)域有著重要的作用。根據(jù)實(shí)際需求,本文深入研究了一種天基大氣遙感成像探測(cè)的方式,提出一種雙光路共用光學(xué)元件和探測(cè)器的多光譜和高光譜大氣探測(cè)方式。在分析原理和可行性的基礎(chǔ)上,搭建了雙光路多光譜成像系統(tǒng)的樣機(jī),檢驗(yàn)了該大氣遙感探測(cè)方式的可行性。目前國(guó)內(nèi)的大氣遙感載荷只具有單一的探測(cè)模式,探測(cè)范圍也較小,從而給后期的解譯造成困難。為提高臨邊覆蓋范圍,本文將全景成像原理用在大氣臨邊探測(cè)上,使用全景環(huán)形透鏡接收全方位的臨邊輻射,光束在全景環(huán)形透鏡內(nèi)部折返兩次,實(shí)現(xiàn)臨邊360°視場(chǎng)的探測(cè)。通過(guò)交叉檢驗(yàn)的方法,可以提高臨邊反演的精度。臨邊探測(cè)能夠反演大氣的廓線,而不能反演總量。為獲得大氣的總量信息,在全景環(huán)形透鏡前放置前置透鏡組,天底視場(chǎng)的光束從前置透鏡進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)。對(duì)于天底視場(chǎng),全景環(huán)形透鏡相當(dāng)于一個(gè)厚透鏡。天底和臨邊兩個(gè)光路聚焦于同一像面,聚焦形狀分別為一個(gè)圓斑和包圍亮斑的圓環(huán)。該光學(xué)系統(tǒng)的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 空間大氣探測(cè)的背景
        1.1.1 大氣層的組成和變化
        1.1.2 大氣探測(cè)的意義
    1.2 空間大氣的探測(cè)方法及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大氣探測(cè)方法及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外天基大氣探測(cè)載荷
    1.3 課題的研究意義與研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題的研究意義
        1.3.2 課題的研究?jī)?nèi)容
第2章 天底與全方位臨邊大氣探測(cè)的原理及方法
    2.1 引言
    2.2 天底與全方位臨邊空間大氣探測(cè)的原理
        2.2.1 大氣輻射傳輸方程
        2.2.2 臨邊輻射解譯原理
        2.2.3 天底輻射解譯原理
        2.2.4 全方位臨邊光束成像原理
        2.2.5 天底光束成像原理
    2.3 雙視場(chǎng)全方位大氣探測(cè)方法
        2.3.1 雙模式全方位探測(cè)空間的需求
        2.3.2 天底與全方位臨邊視場(chǎng)同時(shí)探測(cè)方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于濾光片分光的天底與全方位臨邊多光譜光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 大氣探測(cè)的基本指標(biāo)分析
        3.2.1 視場(chǎng)角、焦距和探測(cè)譜段
        3.2.2 相對(duì)孔徑與信噪比估算
    3.3 雙視場(chǎng)探測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    3.4 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.4.1 臨邊大視場(chǎng)的照度提升方法
        3.4.2 物像關(guān)系法則
        3.4.3 全景環(huán)形透鏡(PAL)
        3.4.4 全方位臨邊探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)
        3.4.5 天底探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)
        3.4.6 天底與全方位臨邊同時(shí)探測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)
    3.5 光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)分析
        3.5.1 焦面成像區(qū)域分析
        3.5.2 調(diào)制度
        3.5.3 光束聚焦效果
        3.5.4 場(chǎng)曲和畸變
        3.5.5 相對(duì)照度
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于AOTF的天底與全方位臨邊高光譜光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 天底與全方位臨邊高光譜成像探測(cè)原理
        4.2.1 AOTF的光譜探測(cè)原理
        4.2.2 AOTF型高光譜系統(tǒng)的分光方式
    4.3 AOTF高光譜成像探測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)
        4.3.1 前置物鏡
        4.3.2 AOTF對(duì)色差的影響
        4.3.3 AOTF成像光譜儀的中繼物鏡
        4.3.4 AOTF成像光譜儀整體的拼接與優(yōu)化
    4.4 AOTF高光譜成像探測(cè)模型的像質(zhì)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 天底與全方位臨邊多光譜大氣成像探測(cè)儀樣機(jī)的研制
    5.1 引言
    5.2 探測(cè)系統(tǒng)的敏感度分析
        5.2.1 雙視場(chǎng)的焦面敏感度分析
        5.2.2 熱差分析
        5.2.3 環(huán)境對(duì)探測(cè)的影響
        5.2.4 公差分析
    5.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.4 光學(xué)元件檢測(cè)與光機(jī)系統(tǒng)裝調(diào)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 多光譜天底與全方位臨邊遙感樣機(jī)的標(biāo)定與分析
    6.1 引言
    6.2 遙感樣機(jī)的輻射定標(biāo)
        6.2.1 輻照度傳遞
        6.2.2 雙視場(chǎng)的輻亮度定標(biāo)
        6.2.3 定標(biāo)的不確定度
    6.3 大氣遙感樣機(jī)的性能測(cè)試
        6.3.1 照度測(cè)試
        6.3.2 樣機(jī)焦距測(cè)量
        6.3.3 靜態(tài)傳函測(cè)試
        6.3.4 遙感樣機(jī)的外場(chǎng)測(cè)試
    6.4 樣機(jī)拍攝的圖像樣例
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)和展望
    7.1 論文工作總結(jié)與主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
指導(dǎo)教師及作者簡(jiǎn)介
    指導(dǎo)教師簡(jiǎn)介
    作者簡(jiǎn)介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]天宮二號(hào)紫外前向光譜儀大氣臨邊高度計(jì)算[J]. 劉志文,李盛陽(yáng).  光學(xué)精密工程. 2018(06)
[3]某“三甲醫(yī)院”病區(qū)藥房藥品調(diào)劑差錯(cuò)原因分析及其對(duì)策[J]. 石建,徐文杰,李忠.  抗感染藥學(xué). 2017(06)
[4]碳衛(wèi)星高光譜CO2探測(cè)儀發(fā)射前光譜定標(biāo)[J]. 藺超,李誠(chéng)良,王龍,畢研盟,鄭玉權(quán).  光學(xué)精密工程. 2017(08)
[5]基于探測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)的高精度光譜輻射標(biāo)準(zhǔn)光源[J]. 李志剛.  中國(guó)光學(xué). 2015(06)
[6]空間大氣遙感高光譜成像儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 薛慶生.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(08)
[7]中國(guó)二氧化碳科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星高光譜探測(cè)儀光譜指標(biāo)影響分析及優(yōu)化方案[J]. 劉毅,蔡兆男,楊東旭,段民征,呂達(dá)仁.  科學(xué)通報(bào). 2013(27)
[8]用于大氣臨邊探測(cè)的紫外全景成像儀光學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 薛慶生,王淑榮.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[9]單光學(xué)系統(tǒng)全景環(huán)帶立體成像技術(shù)[J]. 白劍,黃治,侯西云.  紅外與激光工程. 2012(12)
[10]大視場(chǎng)TDI CCD相機(jī)靜態(tài)傳遞函數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)與記錄系統(tǒng)[J]. 劉妍妍,李國(guó)寧,張宇,陶宏江,金龍旭.  紅外與激光工程. 2012(09)

博士論文
[1]典型天氣大氣輻射傳輸特性研究[D]. 顧吉林.大連海事大學(xué) 2012
[2]地球臨邊環(huán)形成像儀性能評(píng)價(jià)及輻射定標(biāo)研究[D]. 楊小虎.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012

碩士論文
[1]微振動(dòng)對(duì)空間相機(jī)成像影響分析[D]. 王博.華中科技大學(xué) 2015
[2]紅外連續(xù)變焦系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)研究[D]. 杜廣虎.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2013
[3]遙感定量反演的大氣校正方法分析研究[D]. 王巖.東北林業(yè)大學(xué) 2008



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