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利用恒星测量整层大气透过率 被引量：8
1
作者 詹杰 郭瑞鹏 +3 位作者 黄宏华 魏合理 徐青山 饶瑞中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1761-1765,共5页
介绍了利用恒星测量整层大气透过率的原理和Langley-plot定标方法。研制了整层大气透过率测量系统，系统由望远镜、增强CCD、图像采集卡等组成。利用透过率测量系统测量任意天区1～6等恒星在350～750nm内分波段弱辐射，对仪器进行定标... 介绍了利用恒星测量整层大气透过率的原理和Langley-plot定标方法。研制了整层大气透过率测量系统，系统由望远镜、增强CCD、图像采集卡等组成。利用透过率测量系统测量任意天区1～6等恒星在350～750nm内分波段弱辐射，对仪器进行定标后计算出夜间整层大气光谱透过率。测量结果与MODT—RAN模拟计算结果了比较，证明该大气透过率仪设计是合理的。 展开更多
关键词 整层大气透过率 增强CCD 定标 恒星
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红外整层大气透过率测量方法研究 被引量：8
2
作者 赵志军 许方宇 +1 位作者 魏超群 杨昆 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期718-722,共5页
提出了基于大气辐射传输方程的红外大气透过率测量方法,使用中波红外辐射亮度测量装置在青海德令哈和北京怀柔对红外大气透过率进行了实测验证;并与模型计算结果进行了对比。只需在短时间内精确测量不同天顶角处的大气辐射亮度,采用大... 提出了基于大气辐射传输方程的红外大气透过率测量方法,使用中波红外辐射亮度测量装置在青海德令哈和北京怀柔对红外大气透过率进行了实测验证;并与模型计算结果进行了对比。只需在短时间内精确测量不同天顶角处的大气辐射亮度,采用大气辐射传输方程对测量数据进行拟合,即可得到测试波段整层大气透过率。实测结果:德令哈大气透过率0.730,相对不确定度2.4%;怀柔大气透过率0.625,相对不确定度0.8%。此测量方法不需使用大口径望远镜,简便易行;更重要的是测量不基于大气外的标准星,透过率测量精度不受标准星亮度精度的影响。 展开更多
关键词 中波红外 整层大气透过率 辐射测量 天顶角扫描
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基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量 被引量：11
3
作者 吴庆川 黄印博 +4 位作者 谈图 曹振松 刘强 高晓明 饶瑞中 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1678-1682,共5页
激光外差技术是一种高灵敏度的光谱探测技术,利用该技术研制的装置易于集成化小型化,可以进行地基或星载的地球大气或天文观测。基于激光外差光谱测量技术,结合自研的太阳跟踪仪建立了一套高分辨率整层大气透过率测量系统,系统分辨率约... 激光外差技术是一种高灵敏度的光谱探测技术,利用该技术研制的装置易于集成化小型化,可以进行地基或星载的地球大气或天文观测。基于激光外差光谱测量技术,结合自研的太阳跟踪仪建立了一套高分辨率整层大气透过率测量系统,系统分辨率约为0.006cm^(-1)。该系统利用太阳光和红外激光在非线性探测器中进行光学混频,通过对获取的混频信号进行电子学滤波和平方率探测,获得了高光谱分辨率的外差信号。采用Langley-plot定标法对测量系统进行定标,获取了仪器标定常数和对应的大气总光学厚度,实现了中红外波段整层大气透过率的实时测量。同时,将实测整层大气透过率与MODTRAN5.0软件仿真计算的结果进行对比分析,两者的一致性较好。分析表明该测量系统具有很高的分辨率并且性能稳定可靠,在大气科学、天文观测和激光大气传输等研究领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 光谱 激光外差 整层大气透过率 Langley-Plot定标
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夜间整层大气透过率测量技术研究 被引量：9
4
作者 冯全全 詹杰 +2 位作者 刘庆 李学彬 朱文越 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期167-172,共6页
分析了夜间利用恒星测量整层大气透过率的原理,研制了用于夜间整层大气透过率测量的设备,该设备能够对高度角大于15°的任意天区内的0~5等恒星在400~750 nm分波段弱辐射大气透过率测量,测量带宽为30 nm。采用自动控制CCD曝光时间的... 分析了夜间利用恒星测量整层大气透过率的原理,研制了用于夜间整层大气透过率测量的设备,该设备能够对高度角大于15°的任意天区内的0~5等恒星在400~750 nm分波段弱辐射大气透过率测量,测量带宽为30 nm。采用自动控制CCD曝光时间的方法获取分波段恒星的弱辐射信号,利用图像反馈模式纠正望远镜追星的误差,实现无人值守自动连续整夜观测。设备定标采用Langleyplot定标方法与多目标星定标方法相结合。测量结果分别与CART和Modtran理论计算值进行了比较,比较结果证明了测量方法的可行性和设备的可靠性。 展开更多
关键词 整层大气透过率 曝光 定标 CART
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激光外差技术高分辨整层大气透过率测量及水汽浓度反演研究 被引量：3
5
作者 黄印博 曹振松 +7 位作者 卢兴吉 黄俊 刘强 戴聪明 黄宏华 朱文越 饶瑞中 王英俭 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期497-505,共9页
整层大气透过率是反映大气光学特性的一个重要参数,在激光大气传输、红外辐射传输的研究以及光电系统的工程应用中都具有非常重要的研究意义。介绍了激光外差技术的测量原理,并着重介绍了利用激光外差光谱技术高分辨测量整层大气透过率... 整层大气透过率是反映大气光学特性的一个重要参数,在激光大气传输、红外辐射传输的研究以及光电系统的工程应用中都具有非常重要的研究意义。介绍了激光外差技术的测量原理,并着重介绍了利用激光外差光谱技术高分辨测量整层大气透过率的原理和方法,以及同步反演水汽廓线分布、柱浓度的方法。进而介绍了课题组研制的4.5μm、3.53μm波段高分辨率激光外差光谱仪,光谱分辨率分别达到了0.006 cm-1、0.002 cm-1,以及利用这些测量装置在合肥开展的整层大气透过率测量与水汽浓度反演的典型结果。最后对激光外差技术在光电系统工程应用中的后续发展进行了展望。 展开更多
关键词 大气光学 整层大气透过率 水汽浓度 激光外差技术
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整层大气透过率获取方法研究进展及相关问题探讨 被引量：3
6
作者 曹振松 黄印博 +3 位作者 魏合理 朱文越 饶瑞中 王英俭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期27-39,共13页
整层大气透过率是反映大气光学特性的一个重要参量,在大气辐射、地球资源遥感、空气质量监测、特别是光电工程等领域,都需要对大气透过率进行深入的研究。文中详细讨论了整层大气透过率的获取原理和方法,分析了不同获取方法的最新进展... 整层大气透过率是反映大气光学特性的一个重要参量,在大气辐射、地球资源遥感、空气质量监测、特别是光电工程等领域,都需要对大气透过率进行深入的研究。文中详细讨论了整层大气透过率的获取原理和方法,分析了不同获取方法的最新进展和存在的相关问题,对比分析了软件仿真计算和直接测量的优缺点,并对后续的研究工作进行了展望。 展开更多
关键词 整层大气透过率 MODTRAN CART 太阳辐射计 激光外差
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昼夜观测恒星整层大气透过率测量研究 被引量：4
7
作者 王浩 何枫 +5 位作者 靖旭 谭逢富 秦来安 张巳龙 张守川 侯再红 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期284-289,共6页
在昼夜观测恒星测量恒星宽光谱成像信号强度的基础上,首先通过MODTRAN软件结合系统参数、恒星光谱特征研究了宽光谱信标利用Langley法标定大气透过率的标定误差,据此通过标定恒星成像强度得到了整层大气宽光谱透过率;然后,利用大气模式... 在昼夜观测恒星测量恒星宽光谱成像信号强度的基础上,首先通过MODTRAN软件结合系统参数、恒星光谱特征研究了宽光谱信标利用Langley法标定大气透过率的标定误差,据此通过标定恒星成像强度得到了整层大气宽光谱透过率;然后,利用大气模式研究了晴朗大气条件下宽光谱大气透过率与激光波段大气透过率的关系,进一步得到了532 nm和1 064 nm的整层大气透过率;最后,将白天时段观测恒星测量的大气透过率与太阳辐射计观测太阳得到的透过率进行了实验对比。结果表明:两种方法得到的大气透过率时间变化趋势一致、大小相仿。在此基础上开展了整层大气透过率的连续观测,获得了整层大气透过率的昼夜连续数据、特别是获取了晨昏时段弱湍流时刻的整层大气透过率数据;文中所开展的工作丰富了整层大气透过率的测量手段,对地基激光工程研究和应用有促进作用。 展开更多
关键词 整层大气透过率 昼夜观测 宽光谱测量
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利用太阳测量整层大气光谱透过率 被引量：10
8
作者 郭瑞鹏 詹杰 饶瑞中 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期736-740,共5页
简要介绍了利用太阳辐射测量整层大气光谱透过率的实验装置、测量原理和数据处理方法。为得到大气光学参数的实际变化规律,设计了由宽光谱范围的平场凹面光栅和高灵敏度的线阵CCD构成的硬件系统,利用太阳直接辐射测量其连续光谱,使用Lan... 简要介绍了利用太阳辐射测量整层大气光谱透过率的实验装置、测量原理和数据处理方法。为得到大气光学参数的实际变化规律,设计了由宽光谱范围的平场凹面光栅和高灵敏度的线阵CCD构成的硬件系统,利用太阳直接辐射测量其连续光谱,使用Langley拟合方法进行定标,通过运算得到了实际天气条件下的大气光谱透过率。将实测结果与现有其他设备的测量数据进行了对比,证明了测量结果的可靠性。 展开更多
关键词 大气光学 整层大气透过率 太阳辐射 连续光谱 定标
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全光纤双通道大气温室气体激光外差光谱探测技术研究 被引量：5
9
作者 王晶晶 谈图 +5 位作者 王贵师 朱公栋 薛正跃 李竣 刘笑海 高晓明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期354-359,共6页
激光外差光谱技术是近年迅速发展的一种高光谱分辨率遥感探测技术,其装置具有体积小、光谱分辨率高等特点,适用于大气温室气体浓度的探测。各种观测实验已证明其是一种切实、有效的探测手段,在地球大气探测领域具有很大的应用前景和潜... 激光外差光谱技术是近年迅速发展的一种高光谱分辨率遥感探测技术,其装置具有体积小、光谱分辨率高等特点,适用于大气温室气体浓度的探测。各种观测实验已证明其是一种切实、有效的探测手段,在地球大气探测领域具有很大的应用前景和潜力。在现有激光外差光谱仪器的基础之上,提出了一种新型的仪器结构。采用光纤光开关对直射的太阳光进行调制与分束,实现利用单个光纤光开关进行两个波段激光外差信号的同时探测。为全光纤激光外差光谱仪的下一步系统集成和多波段激光外差光谱仪的构建提供了新方法。从激光外差探测的原理出发,分析了激光外差光谱探测技术的优势和关键参数,并结合自行研制的高精度太阳跟踪仪,搭建了一套近红外双通道全光纤式激光外差辐射计的原理样机。详细地阐述了激光外差辐射计原理样机中各功能模块的作用和参数,着重描述了光纤光开关在其中的作用原理和功能,详细地讨论了激光外差光谱仪的波长扫描模式和波长标定方法。在此基础上,讨论了激光外差辐射计的相关参数设置依据和仪器函数的测量方法,并给出了激光外差装置的仪器函数以及相应的光谱分辨率(0.0044 cm^-1)。利用搭建的激光外差光谱仪在合肥地区(31.9°N,117.166°E)进行了实际的大气探测,同时在波段(6056.2~6058.1 cm^-1)和(6035.6~6036.5 cm^-1)分别获取了CH 4和CO 2分子的激光外差吸收信号,并对吸收信号进行了波长标定和归一化,得到了CH 4分子和CO 2分子的整层大气透过率谱,测量光谱信号的信噪比分别为197和209,同时也对分子吸收信号的光谱特征进行了分析。本文的测量实践表明光纤光开关可以用于激光外差光谱系统的结构优化,实现多通道多波段的激光外差光谱同时测量,拓展激光外差光谱仪在大气探测领域的应用。 展开更多
关键词 激光外差 整层大气透过率谱 信噪比
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激光外差光谱仪的水汽柱浓度反演研究 被引量：7
10
作者 张尚露 黄印博 +6 位作者 卢兴吉 曹振松 戴聪明 刘强 高晓明 饶瑞中 王英俭 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1317-1322,共6页
水汽是地球大气的重要组成部分,也是平衡地气系统辐射收支的一个重要因素,对天气和气候变化有着重要的影响。常用的水汽柱浓度测量设备,如无线电探空仪、激光雷达、微波辐射计、太阳光度计、 DOAS仪器以及傅里叶变换红外光谱仪等,难以... 水汽是地球大气的重要组成部分,也是平衡地气系统辐射收支的一个重要因素,对天气和气候变化有着重要的影响。常用的水汽柱浓度测量设备,如无线电探空仪、激光雷达、微波辐射计、太阳光度计、 DOAS仪器以及傅里叶变换红外光谱仪等,难以兼顾高分辨率以及便携机动等应用需求。为此,基于一种高灵敏度、高分辨率光谱探测技术,围绕水汽柱浓度的探测开展了相关研究,取得的主要成果有:(1)基于激光外差光谱技术,利用窄线宽带间级联激光器作为本振光源,与太阳跟踪仪结合,建立了一套高分辨率激光外差太阳光谱测量装置,光谱分辨率达到了0.002 cm^(-1)。(2)采用Langley-plot方法对高分辨率激光外差太阳光谱测量装置进行了现场定标,并于云南紫金山天文台观测站开展了外场测量,获得了2 831～2 833 cm^(-1)波段太阳光谱的直接测量数据。对实测的太阳光谱进行归一化处理后,获得了高分辨率的整层大气透过率谱。(3)利用逐线积分辐射传输模式(line by line radiative transfer model, LBLRTM)计算了整层大气透过率谱,并与实测的透过率谱进行了非线性最小二乘拟合,实现了水汽柱浓度的反演。同时利用微波辐射计进行了水汽柱浓度的观测,将反演结果与实测结果进行了对比分析,两者的一致性相对较好,最小相对偏差为16.59%,最大相对偏差为21.69%。(4)反演结果与实测结果的偏差主要由反演算法误差和装置测量误差所导致。反演算法误差包括辐射传输模式的计算误差、实际大气温度的测量误差、甲烷浓度不确定性引入的误差、 HDO丰度与自然丰度的偏差,装置测量误差包括装置定标误差、波长标定误差、系统噪声影响、背景信号以及直流信号的微弱起伏引起的误差。(5)文中选取的2 831～2 833 cm^(-1)波段同时包含了水汽和甲烷的吸收,在反演水汽柱浓度的同时,同步进行了甲烷柱浓度的反演。以甲烷初始柱浓度作为参考值,发现反演后的甲烷柱浓度相对初始柱浓度的数值平均增加了14.41%。高分辨率激光外差太阳光谱测量装置结合反演算法是一种有效的整层大气透过率以及水汽、甲烷柱浓度探测的综合设备,在多组分气体浓度探测方面具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 激光外差 整层大气透过率谱 非线性最小二乘 水汽柱浓度
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