卫星超光谱成像技术的发展与应用

1　引言□□在卫星可见光成像技术领域 ,自 80年代初美国喷气推进实验室提出成像光谱仪新概念后 ,卫星遥感技术正在发生革命性飞跃。成像光谱仪能够在连续光谱段上对同一目标同时成像 ,并能直接反映出被观测对象的光谱特征。按光谱分辨率的不同 ,成像光谱仪技术目前大体可分为以下三个档次。·光谱分辨率在几十个谱段以内的一般称为多光谱型光谱仪 ( multi- spectral) ;·光谱分辨率在几百个谱段以内的一般称为超光谱型光谱仪 ( hyper- spectral) ;·光谱分辨率超过 1 0 0 0个谱段的则称为超高光谱型成像光谱仪 ( ultra- spec-tral)。成像光…     

机载可见近红外成象光谱仪的设计

本文阐述了一种可行的面阵CCD 成象光谱仪的设计。它具有光谱范围宽(0.4μm～1.1μm)、高光谱分辨率(9.2nm)、密集的光谱波段数(76)、较大的地物扫描视场角(30°)等一系列引人注目的优点。     

多谱段全日面极紫外成像仪

在极紫外波段对太阳进行成像观测是研究太阳活动、日冕中等离子体物理特性的重要手段.传统极紫外成像仪或光谱仪无法同时实现高光谱分辨率和大视场的太阳成像.本文设计了一种新型太阳极紫外多谱段成像系统,采用无狭缝光栅分光方式实现了高光谱分辨率和空间分辨率的全日面成像,成像视场可达47',光谱分辨率每像素2×10-3 nm,空间分辨率每像素1.4',全日面时间分辨率优于60s.通过分析谱线的全日面成像图和系统响应,表明成像仪能大范围的观测太阳活动形态演化,为太阳物理研究和空间天气预报提供更完整的观测数据.      

印度发射高分辨率制图卫星-3

正2019年11月27日,印度制图卫星-3(Carto Sat-3)由印度"极轨卫星运载火箭"(PSLV-XL)发射升空。制图卫星-3是"制图卫星"系列的后续型号,采用IRS-2平台建造,是具有高分辨率成像功能的第三代敏捷卫星。印度空间研究组织(ISRO)称,该卫星将取代"印度遥感卫星"(IRS)系列。该星运行在高度509km、倾角97.5°的太阳同步轨道,发射质量1625kg,设计寿命5年。星上成像有效载荷全色模式地面分辨率0.25m,幅宽16km;四谱段多光谱模式分辨率1.13m,幅宽16km;高光谱模式分辨率12m。星上还载     

打造一流的民用遥感卫星相机——高分-1卫星相机研制纪实

高分-1是我国高分辨率对地观测系统的首发星,依靠星上搭载的6台相机,这名"排头兵"刷新了我国民用卫星在分辨率水平和地面覆盖范围上的纪录。其中,2台高分辨率相机按一定角度并排装载在卫星上,实现了扩大观测幅宽的目的;4台宽覆盖多光谱CCD相机通过对地面景物推扫成像,获取4个谱段的宽覆盖、中分辨     

Image Quality assessment for Chang＇E-1 IIM 2C Data

嫦娥一号干涉成像光谱仪（IIM）获取的多波段图像数据对于月表矿物成分反演具有重要意义.从目视质量、客观参数、几何配准精度、图像质量随时间的变化情况等方面对IIM 2C级的多波段图像数据质量进行了评价.结果显示,其两端波段范围的图像质量较差,不能有效识别月表单元,中间波段图像质量较好;自然色图像显示IIM数据存在明显的横向色调不均一性.利用图像的客观评价指标（辐射精度、清晰度、信息量）将干涉成像光谱仪图像数据与美国Clementine UV-VIS多光谱图像数据进行对比分析,结果表明,IIM数据清晰度好于ClementineUV-VIS,而在方差和信息量上弱于Clementine UV-VIS.将IIM图像数据与Clementine多光谱数据统一到相同的空间分辨率,进行配准精度评价,其最大控制点配准误差为0.63 pixel.此外,还对时间跨度两个月覆盖月表同一区域的IIM图像数据从辐射精度、信息量和清晰度方面进行了评价.     

嫦娥一号干涉成像光谱仪2C级图像数据质量评价

嫦娥一号干涉成像光谱仪(IIM)获取的多波段图像数据对于月表矿物成分反演具有重要意义. 从目视质量、客观参数、几何配准精度、图像质量随时间的变化情况等方面对IIM 2C级的多波段图像数据质量进行了评价. 结果显示, 其两端波段范围的图像质量较差, 不能有效识别月表单元, 中间波段图像质量较好; 自然色图像显示IIM数据存在明显的横向色调不均一性. 利用图像的客观评价指标(辐射精度、清晰度、信息量)将干涉成像光谱仪图像数据与美国Clementine UV-VIS多光谱图像数据进行对比分析, 结果表明, IIM数据清晰度好于Clementine UV-VIS, 而在方差和信息量上弱于Clementine UV-VIS. 将IIM图像数据与Clementine多光谱数据统一到相同的空间分辨率, 进行配准精度评价, 其最大控制点配准误差为0.63pixel. 此外, 还对时间跨度两个月覆盖月表同一区域的IIM图像数据从辐射精度、信息量和清晰度方面进行了评价.      

小行星探测用双谱段相机设计

基于DSP+FPGA架构,采用全透式光学系统及非制冷红外探测器和CMOS探测器,设计并实现了一种轻小型双谱段相机。该相机同时具备红外和可见光成像能力,可作为小行星探测用光学敏感器的原型机,也可作为微小卫星的光学载荷。首先,建立了双谱段相机的技术指标体系;其次,论述了相机的组成和基本工作原理;再次,详细阐述了相机的光学系统和电子学设计;最后,介绍了原理样机的研制情况。     

太赫兹火星大气临边探测仿真研究

对火星大气进行连续高分辨率观测是研究火星大气物理和化学过程的重要手段.太赫兹临边探测技术通过测量火星大气中的风和光化学循环中的重要气体（CO,O₃,H₂O,H₂O₂等）提高对火星的认知.针对火星大气遥感的探测需求,分析了300～1000GHz频段的频谱特征.针对探测卫星对于载荷质量、功耗等参数的要求,提出一个560GHz频段的火星大气太赫兹临边探测仪设计方案,并利用辐射传输模型ARTS中的行星工具箱进行仿真.仿真结果显示:火星大气温度的反演精度优于4K,其中45km高度以下优于2K;H₂O丰度的反演精度在90km以下优于50%,30km以下优于2%;H₂O₂的反演精度在40km以下优于50%;O₃的反演精度在50km以下优于60%;大气风速度的反演精度在65km以上优于5m·s-1,最高可以达到2m·s-1.研究结果表明,利用太赫兹波段的吸收谱线可以很好地探测火星大气中各成分的丰度、变化趋势以及中高层大气的风,可为后续火星表面及大气探测提供参考.      

非真空收集器质谱检漏标定技术

从理论上导出了非真空收集器质谱检漏漏率的几种标定公式 ,并对漏率标定的各种方法进行了利弊分析。经综合考虑认为 :为实现快速的高精度的漏率标定 ,采用标准气量直接加注法进行漏率的标定是比较适宜的     

A hybrid X-ray imaging spectrometer for NeXT and the next generation X-ray satellite

We propose a new type of wide band X-ray imaging spectrometer as a focal plane detector of the super mirror onboard on future X-ray missions including post Astro-E2. This camera is realized by the hybrid of back illumination CCDs and a back supportless CCD for 0.05–10 keV band, and a Micro Pixel Gas Chamber detecting X-rays at 10–80 keV.     

双组元推进剂质谱检测实验研究

推进剂泄漏检测技术是关系到航天器正常运行和安全发射的关键技术之一。采用燃烧剂，氧化剂的双组元推进剂是航天器推进系统的经常选用的燃料。质谱检测的技术具有同时检测环境中这两种微量成分而不相互干扰的优点，文章简述了双组元推进剂的质谱检测装置，给出对是，四氧化二氮的质谱实验研究方法及检测结果。     

试验设备检漏技术

以中国3200m^3大型空间环境模拟器为基础论述了环模试验设备的检漏技术，目的是为大型试验设备的检漏提供一些有益的思路和方法。文章重点分析了氦质谱检漏仪法，并从理论和实践的基础上对其最小可检灵敏度进行了分析。最后文章对环模试验设备的总体检漏方案进行了论述。     

红外光谱发射率测试方法的研究

论述了用傅立叶红外光谱仪和黑体辐射源、试样加热器、温度控制系统、辅助光路系统等构成的测试装置进行红外光谱发射率测量的方法 ,给出了测试结果 ,讨论了常温下进行红外光谱发射率测量的方法。     

氦质谱检漏技术的研究与实践

在氦质谱检漏技术理论的基础上,采用了以微电脑为中心的自动控制技术,提高了氦质谱检漏仪的全自动操作智能化水平。180°非均匀磁场的实现,使离子聚焦更好。通过电子量程切换技术,减少了量程转换时间,扩大了测量范围,对高准确度密封性智能检测系统的实现进行了详细的研究与实践。     

Theoretical modelling of X-ray fluorescence signals for different lunar compositions and dependence on solar activity

We present a forward modelling technique for calculating the surface X-ray spectra for a variety of lunar terrains. Our calculations considered variations in solar fluxes from solar quiescent condition to large flare activity (M1 flare), and expected elemental concentrations in the target, as well as yield, instrumental, and viewing geometry parameters for X-ray induced fluorescence from the lunar surface. Additionally, we present estimates of anticipated XRF signals from prominent K_α lines observable by a collimated 14 cm² X-ray detector from a 100 km lunar orbit with ∼20 km spatial resolution. Our results show that Mg, Al and Si characteristic K_α lines can be observed for all solar conditions. The Ca K_α lines line can be differentiated from a fixed background during more energetic solar conditions such as C1 and M1 flares, whereas Ti and Fe lines are identifiable only during C1 and M1 solar flare conditions for Apollo 12 site composition. Both the K_α X-ray intensity ratios of Mg/Si and Al/Si correlate well with concentration ratios of Mg/Si and Al/Si, respectively, for B1 and M1 solar conditions. The K_α X-ray intensity ratios of Fe/Si and Ca/Si correlates with concentration ratios of Fe/Si and Ca/Si, respectively, for M1 solar condition. In principle, the modelling technique outlined here can be used to determine absolute elemental abundances (Mg, Al, Si, Ca, Ti and Fe) from X-ray spectra measured during recent and future lunar missions.     

成像光谱技术超谱图像分类研究现状与分析

超谱遥感图像由于其高光谱分辨率的特点正受到国外内的广泛关注，在解决了前期的辐射校正及定标等剖以及，超谱图像的推广应用是当务之急。超谱遥感图像的分类研究对农作物生长状况的监测、矿物的识别、海洋水色分析以及其他方面的许多应用都是很有价值的。文章概述了国内外在成像光谱技术方面的发展，并首次以像元的构成成分的.纯像元和混合像元的角度对分类方法进行了论述，对超谱图像分类技术研究现状的归纳和分析，旨在寻找突破点，加强此领域的研究力度。