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基于镓固定点的空间红外辐射基准黑体研究
1
作者
司马瑞衡
宋健
+3 位作者
徐春媛
许鑫
郝小鹏
齐宏
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第2期1-10,共10页
长期准确的气候监测是气候研究的前提,弱自然气候年际变化趋势监测需要在全球覆盖的统一观测平台上进行长达几十年的时间序列辐射测量。然而,在复杂空间环境中保证仪器的长期稳定性和准确性是困难的,在轨测量传感器和计量校准器的漂移...
长期准确的气候监测是气候研究的前提,弱自然气候年际变化趋势监测需要在全球覆盖的统一观测平台上进行长达几十年的时间序列辐射测量。然而,在复杂空间环境中保证仪器的长期稳定性和准确性是困难的,在轨测量传感器和计量校准器的漂移将导致卫星观测发生变化。展示了新一代的镓固定点空间红外辐射基准黑体,将国际温标定义温度基准原器“相变固定点”引入空间应用,通过复现包裹辐射界面的镓基材料在相变过程中稳定熔融温度曲线实现对温度的空间溯源,并将其传递到红外载荷,建立由国际温标(ITS-90)到空间红外辐射参考源辐亮度温度的量值传递链。黑体腔采用60 mm的光阑口径、230 mm的腔深以及32°的腔内锥角结构,相变过程中的辐射面温度均匀性优于15 mK。通过基于比对法和控制环境辐射的反射比法进行的光学试验,获得了在5~16μm波段内均值为302.907 K的辐亮度温度及0.9993发射率测试结果。此外,长达四年的重复相变试验证实了其长期复现性可达到0.003 K以内。根据不确定度评估方法,合成标准不确定度(k=1)优于0.024 K。该工作可有效应用于空间红外辐射温度溯源,并有望成为未来空间红外观测的基准仪器。
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关键词
红外遥感
辐射定标
黑体
镓固定点
亮度温度
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职称材料
用于高光谱-多光谱图像盲融合的自适应退化感知Transformer(封底文章·特邀)
2
作者
曹栩珩
郝小鹏
+2 位作者
廉玉生
王绪泉
程鑫彬
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第5期8-19,共12页
针对高光谱与多光谱图像融合中预设退化信息依赖性强及空谱域交互信息挖掘不足的问题,提出了一种基于自适应退化信息感知的特征融合框架。首先,通过探索图像层次特征之间的空谱相关性,提出了一种空谱特征融合注意力机制,显著增强了融合...
针对高光谱与多光谱图像融合中预设退化信息依赖性强及空谱域交互信息挖掘不足的问题,提出了一种基于自适应退化信息感知的特征融合框架。首先,通过探索图像层次特征之间的空谱相关性,提出了一种空谱特征融合注意力机制,显著增强了融合图像中空间和光谱域信息之间的交互。其次,依据空间/光谱退化过程的直流增益和平滑物理特性,构建了空间/光谱退化感知网络模型,实现了无需预设退化信息的高光谱和多光谱图像高效融合。最后,设计了一种基于子空间的损失函数,通过解耦光谱退化信息感知过程中空间域的信息干扰,有效提升了网络对空间和光谱退化信息的感知精度。实验结果表明,与九种基线算法相比,文中方法重建结果的峰值信噪比在CAVE和Harvard数据集上分别提升了40.0%和32.7%。在混合分辨率系统上的实验结果中,文中方法重建的光谱波段图像展现出更准确的结构纹理和信号强度,进一步验证了所提方法的有效性。
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关键词
盲融合
退化表征
高光谱成像
超分辨率
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职称材料
地球静止轨道干涉式红外探测仪(GIIRS)星载黑体辐射源的研制
3
作者
许鑫
夏蔡娟
+4 位作者
周晶晶
司马瑞衡
宋健
徐春媛
郝小鹏
《红外与激光工程》
2025年第10期72-81,共10页
星载黑体辐射源是红外遥感载荷在轨辐射定标的核心基准设备,其性能直接决定遥感数据的定量化精度。针对风云四号03星地球静止轨道干涉式红外探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)对大口径、宽温区及高精度定...
星载黑体辐射源是红外遥感载荷在轨辐射定标的核心基准设备,其性能直接决定遥感数据的定量化精度。针对风云四号03星地球静止轨道干涉式红外探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)对大口径、宽温区及高精度定标的严苛需求,文中提出并研制了一种新型星载黑体辐射源。该辐射源采用圆柱腔型结构设计,通过金字塔微结构阵列底板与螺旋微沟槽侧壁的协同优化,显著提升腔体表面吸收效率;结合高发射率涂层工艺,进一步增强辐射性能。为验证设计有效性,采用蒙特卡洛光线追迹方法分析发射率特性,并通过热-结构耦合仿真系统研究温度场分布规律,最终构建了具备多参数协同控制能力的星载黑体辐射源。基于真空低背景红外亮温标准装置的实验结果表明,在4.0~16.0μm宽波段范围内,黑体在.310 K目标温度下的平均光谱发射率为0.9950,辐射亮温的合成标准不确定度优于0.015~0.035 K(覆盖290~335 K温区)。实验进一步表明,在280~320 K宽温区内,黑体底部温度均匀性优于0.099 K,侧筒温度均匀性优于0.210 K,整体温度均匀性达0.155 K,30 min内温度稳定性优于0.013 K。该研究攻克了大口径宽温区星载黑体的关键技术瓶颈,显著提升了红外遥感载荷的定量化反演能力,为气象预报、环境监测及气候变化研究提供了高可靠性的辐射量值标准源。
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关键词
黑体辐射源
红外遥感
辐射定标
发射率
温度均匀性
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职称材料
题名
基于镓固定点的空间红外辐射基准黑体研究
1
作者
司马瑞衡
宋健
徐春媛
许鑫
郝小鹏
齐宏
机构
哈尔滨工业大学能源科学与工程学院
中国
计量
科学研究院
遥感
实验室
国家
市场
监督
管理
总局
技术创新
中心
(
红外
遥感
定
标
与计量
技术
)
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第2期1-10,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFB3905402,2022YFF0610800)
国家自然科学基金项目(52476065)
国家杰出青年基金项目(62425506)。
文摘
长期准确的气候监测是气候研究的前提,弱自然气候年际变化趋势监测需要在全球覆盖的统一观测平台上进行长达几十年的时间序列辐射测量。然而,在复杂空间环境中保证仪器的长期稳定性和准确性是困难的,在轨测量传感器和计量校准器的漂移将导致卫星观测发生变化。展示了新一代的镓固定点空间红外辐射基准黑体,将国际温标定义温度基准原器“相变固定点”引入空间应用,通过复现包裹辐射界面的镓基材料在相变过程中稳定熔融温度曲线实现对温度的空间溯源,并将其传递到红外载荷,建立由国际温标(ITS-90)到空间红外辐射参考源辐亮度温度的量值传递链。黑体腔采用60 mm的光阑口径、230 mm的腔深以及32°的腔内锥角结构,相变过程中的辐射面温度均匀性优于15 mK。通过基于比对法和控制环境辐射的反射比法进行的光学试验,获得了在5~16μm波段内均值为302.907 K的辐亮度温度及0.9993发射率测试结果。此外,长达四年的重复相变试验证实了其长期复现性可达到0.003 K以内。根据不确定度评估方法,合成标准不确定度(k=1)优于0.024 K。该工作可有效应用于空间红外辐射温度溯源,并有望成为未来空间红外观测的基准仪器。
关键词
红外遥感
辐射定标
黑体
镓固定点
亮度温度
Keywords
infrared remote sensing
radiometric calibration
blackbody
gallium fixed point
brightness temperature
分类号
TB942 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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职称材料
题名
用于高光谱-多光谱图像盲融合的自适应退化感知Transformer(封底文章·特邀)
2
作者
曹栩珩
郝小鹏
廉玉生
王绪泉
程鑫彬
机构
中国
计量
科学研究院
遥感
实验室
同济大学精密光学工程
技术
研究所
国家
市场
监督
管理
总局
技术创新
中心
(
红外
遥感
定
标
与计量
技术
)
北京印刷学院印刷与包装工程学院
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第5期8-19,共12页
基金
国家自然科学基金项目(62425506)
中国计量科学研究院科研业务费项目(AKYRC2308)。
文摘
针对高光谱与多光谱图像融合中预设退化信息依赖性强及空谱域交互信息挖掘不足的问题,提出了一种基于自适应退化信息感知的特征融合框架。首先,通过探索图像层次特征之间的空谱相关性,提出了一种空谱特征融合注意力机制,显著增强了融合图像中空间和光谱域信息之间的交互。其次,依据空间/光谱退化过程的直流增益和平滑物理特性,构建了空间/光谱退化感知网络模型,实现了无需预设退化信息的高光谱和多光谱图像高效融合。最后,设计了一种基于子空间的损失函数,通过解耦光谱退化信息感知过程中空间域的信息干扰,有效提升了网络对空间和光谱退化信息的感知精度。实验结果表明,与九种基线算法相比,文中方法重建结果的峰值信噪比在CAVE和Harvard数据集上分别提升了40.0%和32.7%。在混合分辨率系统上的实验结果中,文中方法重建的光谱波段图像展现出更准确的结构纹理和信号强度,进一步验证了所提方法的有效性。
关键词
盲融合
退化表征
高光谱成像
超分辨率
Keywords
blind fusion
degradation representation
hyperspectral imaging
superresolution
分类号
O235 [理学—运筹学与控制论]
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职称材料
题名
地球静止轨道干涉式红外探测仪(GIIRS)星载黑体辐射源的研制
3
作者
许鑫
夏蔡娟
周晶晶
司马瑞衡
宋健
徐春媛
郝小鹏
机构
西安工程大学理学院
出处
《红外与激光工程》
2025年第10期72-81,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFF0610800,2022YFF0610801)
国家杰出青年基金项目(62425506)
+1 种基金
中国计量科学研究院基础科研业务费专项基金项目(AKYZZ2409)
陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-196,2024GX-YBXM-081)。
文摘
星载黑体辐射源是红外遥感载荷在轨辐射定标的核心基准设备,其性能直接决定遥感数据的定量化精度。针对风云四号03星地球静止轨道干涉式红外探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)对大口径、宽温区及高精度定标的严苛需求,文中提出并研制了一种新型星载黑体辐射源。该辐射源采用圆柱腔型结构设计,通过金字塔微结构阵列底板与螺旋微沟槽侧壁的协同优化,显著提升腔体表面吸收效率;结合高发射率涂层工艺,进一步增强辐射性能。为验证设计有效性,采用蒙特卡洛光线追迹方法分析发射率特性,并通过热-结构耦合仿真系统研究温度场分布规律,最终构建了具备多参数协同控制能力的星载黑体辐射源。基于真空低背景红外亮温标准装置的实验结果表明,在4.0~16.0μm宽波段范围内,黑体在.310 K目标温度下的平均光谱发射率为0.9950,辐射亮温的合成标准不确定度优于0.015~0.035 K(覆盖290~335 K温区)。实验进一步表明,在280~320 K宽温区内,黑体底部温度均匀性优于0.099 K,侧筒温度均匀性优于0.210 K,整体温度均匀性达0.155 K,30 min内温度稳定性优于0.013 K。该研究攻克了大口径宽温区星载黑体的关键技术瓶颈,显著提升了红外遥感载荷的定量化反演能力,为气象预报、环境监测及气候变化研究提供了高可靠性的辐射量值标准源。
关键词
黑体辐射源
红外遥感
辐射定标
发射率
温度均匀性
Keywords
blackbody radiation source
infrared remote sensing
radiation calibration
emissivity
temperature uniformity
分类号
TB942 [一般工业技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于镓固定点的空间红外辐射基准黑体研究
司马瑞衡
宋健
徐春媛
许鑫
郝小鹏
齐宏
《红外与激光工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
用于高光谱-多光谱图像盲融合的自适应退化感知Transformer(封底文章·特邀)
曹栩珩
郝小鹏
廉玉生
王绪泉
程鑫彬
《红外与激光工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
地球静止轨道干涉式红外探测仪(GIIRS)星载黑体辐射源的研制
许鑫
夏蔡娟
周晶晶
司马瑞衡
宋健
徐春媛
郝小鹏
《红外与激光工程》
2025
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职称材料
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