當(dāng)今氣象衛(wèi)星通過測量大氣溫濕輪廓線,獲取大氣溫度和濕度垂直信息,提高了天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。星載紅外傅里葉光譜儀具備高光譜分辨率探測和大氣垂直探測能力,能夠準(zhǔn)確地獲得大氣溫濕輪廓線,是目前氣象領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。第17屆世界氣象大會(huì)上,世界氣象組織委員會(huì)確定了全球綜合觀測系統(tǒng)2040年遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃,在高分辨率區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)及有效地指導(dǎo)超短期預(yù)報(bào)上提出了進(jìn)一步要求,例如實(shí)時(shí)地監(jiān)測臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)對流系統(tǒng)的強(qiáng)度和路徑變化。因此,需要星載傅里葉光譜儀進(jìn)一步加快觀測頻次。為滿足更快觀測頻次的需求,星載傅里葉光譜儀需配置更大面陣的紅外焦平面探測器并提高干涉圖采集速度,這增大了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理的負(fù)荷。此外,為進(jìn)一步提高氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度,還需獲得長波波段紅外干涉信息。要實(shí)現(xiàn)長波紅外干涉信號的有效探測,系統(tǒng)需具備更強(qiáng)的抗干擾和低噪聲獲取能力,進(jìn)一步增大了設(shè)計(jì)難度。使用更大面陣焦平面探測器獲取高質(zhì)量的紅外干涉數(shù)據(jù),需設(shè)計(jì)和構(gòu)建出在一套等光程差間隔、高幀頻、外觸發(fā)采樣條件下的干涉信息獲取系統(tǒng);本文調(diào)研了目前國內(nèi)及歐美星載紅外傅里葉光譜儀信息獲取技術(shù)方案;闡述了傅里葉光譜儀的工作原理,對紅外干涉信號獲取方法進(jìn)行了... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：187 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

大氣垂直溫濕廓線反演圖[7]

第1章緒論3圖1.2GIFTS通過3D水汽數(shù)據(jù)模擬得到三維風(fēng)場矢量數(shù)據(jù)[17]Figure1.23Dwindfieldsimulationthrough3DwatervapordatafromGIFTS在第17屆世界氣象大會(huì)上，世界氣象組織委員會(huì)確定了全球綜合觀測系統(tǒng)2040年遠(yuǎn)景發(fā)展計(jì)劃，對高分辨率區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)以及有效地指導(dǎo)超短期預(yù)報(bào)提出了要求（如實(shí)時(shí)地監(jiān)測臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)對流系統(tǒng)的強(qiáng)度和路徑變化）。今后，需要獲得更高的空間分別率，并進(jìn)一步加快觀測頻次從而可以更好地進(jìn)行衛(wèi)星觀測[18]。目前最先進(jìn)的靜止軌道傅里葉變換大氣探測儀是風(fēng)云四號干涉式大氣垂直探測儀，為32×4，即128元。本文是在更高氣象探測需求下，對更大面陣下星載紅外傅里葉光譜儀探測及紅外干涉信號獲取中的關(guān)鍵技術(shù)開展的科學(xué)研究。1.2星載傅里葉光譜儀發(fā)展概況傅里葉光譜儀是一款對干涉信號直接測量的儀器；由于干涉圖和光譜圖是一對傅里葉變換對，對測量獲取的干涉圖直接進(jìn)行傅里葉變換運(yùn)算就可以得到光譜圖。該儀器起源于邁克爾遜干涉儀，是以著名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家邁克爾遜命名的。1887年，為了驗(yàn)證所謂絕對坐標(biāo)系“以太”的存在，邁克爾遜與美國物理學(xué)家E.W.莫雷合作，設(shè)計(jì)了邁克爾遜干涉儀。這就是物理學(xué)史上著名的邁克爾遜-莫

第1章緒論5圖1.3GIFTS團(tuán)隊(duì)對方案進(jìn)行驗(yàn)證的流程說明[32]Figure1.3GIFTSteam"sdescriptionofthetestprocessGIFTS，采用128×128面陣的紅外碲鎘汞焦平面探測器，分為紅外中波段和紅外長波段兩個(gè)測量波段，每一個(gè)波段分別配置對應(yīng)的紅外探測器；其中紅外中波段波長范圍是4.4m到6.0m，紅外長波段波長范圍是8.8m到14.6m；單次測量時(shí)間是10秒，即邁克爾遜干涉儀單次行程動(dòng)鏡所需要時(shí)間；最大光程差接近0.86cm[33]。GIFTS系統(tǒng)包括一臺(tái)傅里葉光譜儀，紅外探測器，紅外激光器，A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模塊，制冷設(shè)備，以及一套包括指向鏡的光學(xué)系統(tǒng)，圖1.4。圖1.4GIFTS系統(tǒng)組成Figure1.4GIFTSsystemcomposition

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]大規(guī)模紅外干涉信號并行獲取技術(shù)研究[D]. 王海英.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
[5]地球靜止軌道大動(dòng)態(tài)范圍信息獲取技術(shù)研究[D]. 黃思婕.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
[6]地基全天空成像系統(tǒng)云與氣溶膠參數(shù)反演及其應(yīng)用研究[D]. 霍娟.中國科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所） 2007

碩士論文
[1]碲鎘汞長波紅外焦平面器件讀出后處理技術(shù)研究[D]. 姜婷.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2016



本文編號：3216616