积分球在实验室内用于空间遥感器的辐射定标

文中介绍了国外可见光实时传输型航天遥感器在发射前使用积分球对其进行大气条件下辐射定标的技术，得出的定标系数Ａ用于图像的辐射校正。阐述了积分球的设计原理与方法。计算了内壁涂料光谱反射率，光源功率，光源分布色温以及安放位置对积分球出射窗口输出辐亮度的影响。     

积分球太阳辐照模拟源的研制

文章主要从积分球、聚光系统、线性减光系统和光谱测量等方面,介绍了积分球太阳辐照模拟源的研制过程。太阳辐照模拟源采用氙灯和溴钨灯的双光源方式,滤光片对氙灯、溴钨灯的光谱进行截止和校正后,合成太阳光谱,并且通过能量计算确定了两只灯的功率大小。线性减光系统使积分球出射口的辐亮度从最大值按照10％递减,线性输出10档辐亮度值。该积分球太阳辐照模拟源用于卫星遥感器的辐射定标。     

大动态范围双通道相机的光谱定标

双通道相机采用高亮度探测通道和低亮度探测通道动态范围相结合的方式,实现对观测视场内大辐亮度动态范围场景的成像;光谱定标的目的是得到大动态范围双通道相机的相对光谱响应。文章分析了使用光栅单色仪对双通道相机进行光谱定标时存在的问题;通过光谱定标光源功率调整和光谱定标光源相对光谱分布的传递测量,克服了光谱定标光源能量、标准探测器的动态范围、双通道相机响应动态范围三者不匹配的问题,解决了低亮度探测通道光谱定标时弱单色光信号标定的问题;对光谱定标光源的偏振态进行了调制,减小了测量光束偏振态引入的测试误差,分别实现了响应度差异大的两个通道的光谱定标。     

超光谱成像仪的实验室定标

星载超光谱成像仪是一种空间调制型干涉光谱成像仪,文章研究了一套适用于干涉成像光谱仪、具有一定精度的实验室定标方法,满足了超光谱成像仪的实验室定标要求。采用激光光源进行光谱定标,光谱定标精度优于2nm。用远距点光源光路进行CCD探测器像元响应不均匀性修正,并进一步用天空背景光或均匀平行光进行全系统光能传输不均匀修正,实现了干涉图平场,相对定标精度达到2.46%。采用太阳模拟光源和均匀平行光路,用光谱辐射度计（ASD）实现标准辐射亮度的传递进行光谱辐射度定标,绝对定标精度达到8.21%。     

中波红外面阵遥感相机相对辐射定标方法研究

为了促进中波红外面阵遥感相机遥感数据的应用,提出了一种在轨相对辐射定标方法。该方法根据两点定标原理,以中波红外面阵遥感图像数据为基础,利用在轨其他卫星数据获得相机入瞳处辐亮度,计算出非均匀性系数,从而实现在轨相对辐射定标。它为同类红外面阵遥感相机在轨相对辐射定标提供了一种新的思路,同时也可作为星上黑体标的一种校验手段。     

空间CCD相机辐射校正算法分析

空间 CCD 相机对均匀景物响应的不一致在图像中表现为条带现象,相对辐射校正可以减弱或消除条带效应。相对辐射校正可以使用不同的算法,但效果不同。文章选取了某空间 CCD 相机的实验室辐射定标数据,采用基准的归一化系数法和最小二乘法,分别计算该相机的3组相对辐射校正系数,并对实验室原始辐射定标数据进行相对辐射校正,验证3种算法的校正效果。通过相对辐射校正后的图像和3种算法的辐射校正残余误差分析,认为以所有辐亮度DN（digital number）均值为基准的归一化系数法的校正效果在多数辐亮度级下好于最小二乘法。最后分析了相机像元响应线性度和算法辐射校正残余误差的关系。     

自聚焦透镜阵列在空间交会对接中的应用

在近距(150m~1.5m)空间交会对接中,CCD光学成像敏感器承担测量任务,CCD像机在观测视场角内如何捕捉到目标是首要问题。研究了自聚焦透镜阵列作为合作目标匀化器的应用,简述了自聚焦透镜的成像基本原理。自聚焦透镜,作为合作目标的出光端,由于其成像的特殊性,我们研制出了自聚焦透镜阵列匀化器,解决了在0°~±30°的发散均匀性。在观测视场角内,各角度辐亮度与中心辐量度之比在10%左右,预期做到6%。目标光源辐亮度分布在0°~±30°范围内接近朗伯体。并给出了验证试验。     

资源一号02B星相机相对辐射校正方法分析

文章首先分析了探元的线性度;然后分别根据实验室积分球状态下和整星半积分球状态下的定标数据采用最小二乘法计算出两组定标系数,对实际图像进行相对辐射校正分析比较其效果,给出整星半积分球状态下的定标数据更真实反映相机响应度不一致现象的结论,并对后续卫星相机的定标工作提出建议;最后针对中巴地球资源卫星相机的特点,提出了一种进一步消除细微条纹噪声的改进方法.     

8mm辐射计特性参数测试及定标

文中简介了小口径天线毫米波辐射计定标系统的设计原理、结构、输出亮温的计算模型 ,研究了从液氮温度到室温范围内进行多点定标的方法 ,并对 8mm辐射计进行了特性参数测试及定标实验 ,得出了微波辐射计的定标方程和灵敏度、线性度、稳定度以及积分时间等指标。在该系统上按给定的程序进行定标 ,精度为 1 .0 6K。     

星载多光谱遥感器太阳定标技术研究

利用太阳照射的漫射板在反射波段(400～2500nm)对星载多光谱遥感器进行飞行中定标是一种高精度的定标技术。文中介绍了一种以太阳照射的漫反射板为基准源的星上定标系统的工作原理及基本结构,它由漫反射板、漫反射板监视器及衰减屏几部分组成。遥感器通过其成像光学系统对漫反射板的观察实现绝对定标,漫反射板监视器用于监视漫反射板输出波段辐亮度的长期稳定性,衰减屏的合理设置则确定了系统的工作点,目的是提高定标精度及监视精度。论文重点讨论了有关这几部分的技术要求。经过分析认为:用烧结法加工的聚四氟乙烯板较好地满足了星上定标的要求;由漫反射板监视器可以获得漫反射板输出波段辐亮度及太阳常数短期内变化的信息,这对地物目标观测数据的处理有一定参考价值;结合Sea WiFS的光谱通道及海色数据对确定系统工作点的衰减屏Ⅰ的透射率进行了计算,结论是透射率0.08较为合理;为提高漫反射板监视器的监视精度,经计算,衰减屏Ⅱ的透射率选为0.02;此外,对星上定标工作模式也作了定性的探讨。     

大孔径相机系统透过率测量新方法研究

文中主要对具有大口径、中心遮栏并采用线阵CCD做接收器特点的JS相机光学系统(包括探测器窗口)的透过半进行了测试,用以评定该相机是否能满足系统透过率的要求。若按传统方法测量JS相机系统透过率则需要与相机口径匹配的大入口、大直径的积分球,大口径平行光管,高功率光源,而且还要考虑中心遮栏、测量用探测器与相机接收器的光谱特性差异以及光源、探测器、积分球之间制约关系等一系列问题。为解决诸问题我们研究制订了“环带划分法”和“星点自准法”,对两种方案进行了测试,其结果符合测量最大误差不超过2％的要求。     

一种不借助零磁线圈的星载磁强计校准方法

文章介绍一种星载磁强计校准装置及方法。首先,将高精度地面磁强计的三分量磁传感器置于标准磁场发生装置形成的磁场环境内,通过后端数据处理装置采集得到第一磁场数据,并进行不同量程下螺线管线圈常数C_i的标定;然后,将星载磁强计置于上述标准磁场环境内,并以高精度地面磁强计不同量程下获得的C_i作为基准,通过后端数据处理装置采集得到第二磁场数据;最后,对第一磁场数据和第二磁场数据进行比对,得到星载磁强计的量程、分辨率及稳定性校准值。上述校准项目所有参数的校准结果不确定度为u=0.12%（k=2）。本方法已成功应用于多种军民型号星载磁强计校准。     

星载微波辐射计地面定标系统研究

论述了用星载微波辐射计性能测试的地面定标系统。该系统由定标负载，定标接收机，转以，微波屏蔽暗室，微机及附件组成，利用微机对地面定标系统转台转速和ＳＭＲ一些参数进行控制，并对测量定标数据进行实时采样，处理和显示。     

HJ-1B卫星红外多光谱相机星上定标精度分析

介绍了"环境一号"B(HJ-1B)卫星红外多光谱相机在轨辐射定标的目的以及星上定标的原理,分析了星上定标算法的精度。利用星上零级数据对星上定标系统的测控精度和工作稳定性进行研究,并在此基础上分析了定标数据的处理精度。HJ-1B卫星发射以来共对红外相机热红外通道进行了7次星上定标,为了监测定标系统的精度变化,文章利用MODIS-31、32通道辐亮度对HJ-1B卫星上定标系统精度进行检验,考虑MODIS传感器本身定标的不确定度恒定,分析结果表明自HJ-1B卫星发射以来星上定标系统相对精度发生了衰减。     

氙离子推力器束流分布特性研究

建立了离子推力器束流分布的高斯模型,以200mm氙离子推力器为例,在不同工作环境下对推力器束流分布进行了数值模拟,并通过试验测量了推力器引出切面不同位置(轴向z=50mm,z=100mm)下的径向束电流密度和束离子密度分布。通过对数值模拟结果与试验测量结果的比较,误差为17%,认为数值模拟结果与试验测量结果吻合较好。表明离子推力器引出束流呈轴对称分布,在推力器出口附近,束离子密度很大,越往下游,密度越小且束流出现发散。     

重复频率脉冲激光辐照下光学薄膜元件 温升的有限元分析

文章采用有限元ANSYS程序分析了在重复频率脉冲激光辐照下光学薄膜元件表面的温度变化。结果表明激光脉宽相同时,重复频率越高,相同辐照时间薄膜元件表面温度累积就越大;占空比一样时,脉宽越大,相同辐照时间元件温升越高。重复频率表现出来的只是温度的累积效果,脉宽的影响效果远大于重复频率引起的温度累积。     

航天器舷窗玻璃超高速撞击损伤与M/OD撞击风险评估

用北京卫星环境工程研究所的18mm口径二级轻气炮(TLGG)和20 J激光驱动微小飞片装置(LDFF-20)对用作航天器舷窗玻璃的熔融石英玻璃的超高速撞击损伤特性进行了实验研究和分析.其中,TLGG发射的球形铝弹丸直径分别为1 mm和3 mm,速度2～6.5 km/s;LDFF-20发射的圆柱形飞片厚度7 μm,直径1 mm,速度1～8.3 km/s.撞击结果为:对12 mm厚的熔融石英玻璃,直径为3mm的弹丸甚至在2.8 km/s的低速下就将其穿透,而直径为1 mm的弹丸在6.5km/s的高速下没有穿透,这说明弹丸直径对撞击损伤特性有很强的影响;LDFF-20发射的微小飞片的撞击仅在玻璃表面产生很浅的凹坑,没有裂纹产生,但微小飞片的累积撞击损伤明显地降低了玻璃的透光性.实验初步获得了侵彻深度PC、侵彻直径D1与弹丸撞击速度Vp、弹丸质量Mp之间的经验关系.依据实验结果和目前的微流星体/空间碎片(M/OD)环境工程模型,建议对于高度为400 km、轨道倾角42°、寿命为3年的典型航天器,其舷窗玻璃的临界安全(非穿透)厚度至少为12mm.     

等离子体电弧激励器特性及减阻的仿真研究

设计了一种用于高超声速流动控制的等离子体直流电弧激励器,运用多物理场有限元方法对激励器的工作特性进行了数值模拟,得到了激励器准确热源分布和不同工况下电势、温度等的分布情况。其中,表面电弧激励器在电流7 A、阴阳极距离3.5 mm时在阴极表面最高能得到2.690 5×10~(10) W/m~3的热源值。运用有限体积方法对激励器的斜坡减阻效果进行了数值模拟,得到马赫数为7时总阻力系数最多减小32%的结论。