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凸面光栅成像光谱仪的研制与应用
design and application of imaging spectrometer w.
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design and application of imaging spectrometer with convex grating
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凸面光栅成像光谱仪的研制与应用
design and appli
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题名: 紫外临边成像光谱仪的热控制技术研究
作者: 宋昕
学位类别: 博士
答辩日期: 2014-07
授予单位: 中国科学院大学
导师: 吴清文
学位专业: 机械制造及其自动化
中文摘要: 在80年代，空间遥感技术得到了飞跃性的发展，出现了一种新型的遥感器——成像光谱仪。它是一种既能够接收地物目标的影像又能够接收观测目标的光谱组成的遥感器,是一种性能完备、“谱像合一”的遥感器，本身获得的数据具有波段多、光谱分辨率高等特点。空间紫外光学遥感技术是除可见、近红外、热红外和微波遥感以外的一个具有突出优势的遥感领域。随着遥感技术的发展，大气遥感被广泛应用于气象卫星、空间实验室、飞机和地面气象观测。随着人类对大气遥感研究的深入，空间电离层高层大气对人类的意义越来越重要，高层大气遥感成为了地球空间科学所关注的重点。为此我们国家也开展了对这一技术的研究，开展了地球临边成像光谱仪这种新型的空间光学遥感仪器的科研工作。为了保证临边成像光谱仪在星载轨道上的正常运行，热控分系统的合理可靠和有效是整个工程设计的一个重要任务。在空间环境中，温度成为了影响光学系统成像质量的主要影响源，如何采取简单、有效的热控措施，保证光谱仪在空间热环境下具有可靠的光学性能和成像质量是首要任务。 本文以正在研制的XX-X临边成像光谱仪为研究对象，开展热控技术研究工作，从系统工程观点出发，针对相机系统整个应用生命周期，根据光谱仪的结构特点和飞行任务的要求，以及飞行环境的约束，提出了合理的热设计方案，提出针对紫外波段空间遥感器的热控需求。 论文简要概述了成像光谱以和紫外光学遥感器的发展现状及趋势，分析了紫外光学遥感器采用热控技术的必要性，结合国内外紫外光学遥感器热控技术，总结了紫外光学遥感器热控技术的特点。 论文从临边光谱成像仪的结构特点、工作环境和温度场分布的影响因素入手，分析XX-X紫外临边成像光谱仪的热控需求，以及热控任务，总结了紫外成像光谱仪热控制技术的难点，提出了详细的热设计方案，包括前向光谱仪、环形成像仪、紫外电控箱等重要部件的热设计。 论文建立了紫外临边成像光谱仪的有限元热模型，对热控系统进行了热分析。通过对光谱仪的分析计算结果，对光谱仪的热设计进行优化修改，最终确定紫外成像光谱仪在轻量化、小型化的工程设计特点下的热设计方案。 论文根据成像光谱仪内各组成部分热源分布情况以及所处环境条件，确定高低温极端工况，利用IDEAS有限元软件对低温工况各个阶段进行了仿真计算，分析结果表明热控方案满足系统要求。 论文对光谱仪进行热光学试验和热真空平衡试验，证明了理论分析的准确性和温控指标的合理性，并获得了稳定、清晰的高质量图像。试验结果表明，热控方案正确、有效，满足了热控指标。 临边成像光谱仪热设计方案的研究，为今后的紫外多波段空间光学遥感器的研究发展奠定了技术基础。
英文摘要: In
technology
development,
spectrometer
was developed.Imaging
spectrometer
observation targt,it
is a perfect performance
remote sensors.
data obtained have
characteristics
with band,
high spectral resolution,
In addition to
infrared, thermal
infrared and
remote sensing,
ultraviolet remote
technology
field.With
development
technology,
atmospheric
rensing is widely used in meteorological satellite, aircraft and ground meteorological
observation,
laboratory.
atmospheric
research, the meaning of ionosphere upper atmosphere
and more important
human space, the
upper atmosphere remote sensing becomes
focus by the
science. In our country
has carried out the study of this
technology,
carried out the earth limb imaging spectrometer the scientific work of this new type
of space optical remote sensing instruments.
In order to ensure that the limb imaging
spectrometer in the spaceborne orbit can normal operation,
an important task
rationality,
reliability
subsystem.
In the space environment, temperature is the major
source of the
imaging quality
The priority
used simple and effective
spectrometer
environment
performance
This paper is being developed XX-X limb imaging spectrometer for the study,
carried out thermal control
technology research,
systems engineering point of
spectrometer system
throughout the application
lifecycle,according to
the requirement of the structural characteristics 、mission and the flight conditions of spectrometer,
reasonable
design,and
requirements
for space ultraviolet
remote sensor
Paper provided a brief overview of development present situation and trend for imaging
spectrometer
ultraviolet
technology
ultraviolet
technology
ultraviolet
summarizes
characteristics
ultraviolet
technology
structural
characteristics
spectrometer,
working environment and
influencing of temperature distribution, analyzes thermal control
ultraviolet
imaging spectrometer and
control task, summed
ultraviolet
imaging spectrometer which
technology
difficulties,
forward spectrometer, annular
imager, UV-electric control boxes and other thermal
established
ultraviolet
spectrometer, thermal control system for the thermal analysis.
Through the analysis and calculation
spectrometer,
spectrometer changes, eventually determine
ultraviolet
spectrometer under the
engineering
characteristics
lightweight
miniaturization
scheme. Each
spectrometer
distribution and environment conditions, determine
the extreme
working condition
low temperature,
low temperature
working condition of each stage to
simulation
calculation,
requirement
spectrometer
experiment,
rationality
theoretical
temperature control
index, and obtain a stable,
high quality
image clearly. The test
indicators.
Limb imaging spectrometer study of thermal design for the future of ultraviolet multichannel
development
foundation.
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: []&&
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宋昕.紫外临边成像光谱仪的热控制技术研究.[博士学位论文].中国科学院大学.2014
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成像光谱就是在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像，这使得遥感应用可以在光谱维上进行空间展开，定量分析地球表层生物物理相关信息过程与参数。
70年代末80年代初，在研究归纳各种地物光谱特征的基础上，形成这样一个概念：如果能实现连续的窄波段成像，那么就有可能实现地面矿物的直接识别，由此产生了光谱和图象结合为一体的成像光谱技术。1983 年美国喷气推进实验室研制出第一台航空成像光谱仪（AIS-1）,随后包括中国在内的许多国家都研制成功了一系列成像光谱仪，其中有以线阵探测器为基础的光机扫描型，有以面阵探测器为基础的固态推扫型，也有以面阵探测器加光机的并扫型。
成像光谱仪主要性能参数是：（1）噪声等效反射率差（NEΔp ），体现为信噪比（SNR）；（2）瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。
高光谱分辨率遥感信息分析处理，集中于光谱维上进行图象信息的展开和定量分析，其图象处理模式的关键技术有：⑴超多维光谱图象信息的显示，如图象立方体的生成；⑵光谱重建，即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成...
成像光谱仪
成像光谱就是在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像，这使得遥感应用可以在光谱维上进行空间展开，定量分析地球表层生物物理相关信息过程与参数。
70年代末80年代初，在研究归纳各种地物光谱特征的基础上，形成这样一个概念：如果能实现连续的窄波段成像，那么就有可能实现地面矿物的直接识别，由此产生了光谱和图象结合为一体的成像光谱技术。1983 年美国喷气推进实验室研制出第一台航空成像光谱仪（AIS-1）,随后包括中国在内的许多国家都研制成功了一系列成像光谱仪，其中有以线阵探测器为基础的光机扫描型，有以面阵探测器为基础的固态推扫型，也有以面阵探测器加光机的并扫型。
成像光谱仪主要性能参数是：（1）噪声等效反射率差（NEΔp ），体现为信噪比（SNR）；（2）瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。
高光谱分辨率遥感信息分析处理，集中于光谱维上进行图象信息的展开和定量分析，其图象处理模式的关键技术有：⑴超多维光谱图象信息的显示，如图象立方体的生成；⑵光谱重建，即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像光谱信息的图象-光谱转换；⑶光谱编码，尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法；⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法；⑸混合光谱分解模型；⑹基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。
高光谱分辨率成像光谱遥感起源于地质矿物识别填图研究，逐渐扩展为植被生态、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大气的研究中。
您说的是炮闩吧？
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