大氣中氧氣輻射吸收被動(dòng)測(cè)距技術(shù)

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 被動(dòng)測(cè)距技術(shù) 4
1.2 基于目標(biāo)輻射和大氣光譜吸收傳輸特性的被動(dòng)測(cè)距技術(shù) 7
1.3 基于氧氣吸收被動(dòng)測(cè)距技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀 11
1.3.1 高光譜目標(biāo)探測(cè)與目標(biāo)提取技術(shù) 11
1.3.2 復(fù)雜背景抑制和消除技術(shù) 14
1.3.3 吸收率處理模式 16
參考文獻(xiàn) 18
第2章 地球大氣物理分布特性及氧氣吸收光譜 27
2.1 地球大氣物理分布特性 27
2.1.1 大氣組成 27
2.1.2 大氣分層 28
2.1.3 溫度、壓力、氣體分子濃度隨海拔的變化 31
2.2 氧氣分子的吸收光譜 34
2.2.1 氧氣分子的基態(tài)和激發(fā)態(tài) 36
2.2.2 氧氣分子的近紅外和可見光吸收帶系 39
2.3 備選氧氣吸收帶的測(cè)距能力分析 47
2.4 氣象因素對(duì)氧氣吸收影響的分析 53
2.4.1 季節(jié)變化對(duì)氧氣吸收帶影響的分析 53
2.4.2 霧對(duì)氧氣吸收帶影響的分析 55
2.4.3 降雨對(duì)氧氣吸收帶影響的分析 57
2.5 本章小結(jié) 58
參考文獻(xiàn) 59
第3章 基于氧氣吸收被動(dòng)測(cè)距技術(shù)的基本原理與系統(tǒng)分析 61
3.1 基于氧氣吸收被動(dòng)測(cè)距技術(shù)的基本原理 61
3.2 點(diǎn)探測(cè)式多光譜測(cè)距系統(tǒng)分析 67
3.3 成像式多光譜測(cè)距系統(tǒng)分析 79
3.3.1 測(cè)距光譜通道數(shù)目與位置 81
3.3.2 測(cè)距光譜通道帶寬 90
3.3.3 數(shù)值分析 94
3.4 四維成像光譜測(cè)距系統(tǒng)分析 100
3.4.1 四維成像光譜儀的成像原理 102
3.4.2 四維成像光譜儀系統(tǒng)的傅里葉分析 103
3.4.3 數(shù)值分析 109
3.5 本章小結(jié) 112
參考文獻(xiàn) 112
第4章 背景光譜特性分析 115
4.1 背景輻射的來(lái)源 115
4.1.1 太陽(yáng)直接輻射 115
4.1.2 大氣粒子的散射及吸收 116
4.1.3 地表熱輻射及地表對(duì)太陽(yáng)輻射的反射 119
4.2 氧氣A吸收帶天空背景輻射亮度模型 119
4.3 極端天氣大氣透過(guò)率計(jì)算模型 124
4.3.1 大氣參數(shù)的分布特性 124
4.3.2 極端天氣大氣氣溶膠粒子分布 125
4.3.3 極端天氣大氣透過(guò)率模型 127
4.4 數(shù)值計(jì)算與分析 127
4.4.1 晴天無(wú)云天空背景輻射特性 127
4.4.2 極端天氣天空背景輻射亮度和大氣透過(guò)率 131
4.5 背景光譜輻射強(qiáng)度變化對(duì)測(cè)距精度的影響 135
4.5.1 試驗(yàn)設(shè)備 135
4.5.2 試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方案 135
4.5.3 測(cè)距試驗(yàn)及分析 137
4.6 本章小結(jié) 140
參考文獻(xiàn) 140
第5章 基于氧氣吸收率差異的目標(biāo)提取技術(shù) 142
5.1 光譜圖像的目標(biāo)提取算法 142
5.2 尾焰目標(biāo)輻射計(jì)算模型 143
5.3 氧氣吸收率分布特性與目標(biāo)提取方法 144
5.3.1 天空背景氧氣吸收率分布特性分析 144
5.3.2 目標(biāo)輻射氧氣吸收率分布特性分析 145
5.3.3 基于氧氣吸收率差異的目標(biāo)提取方法 146
5.4 天空背景輻射光譜測(cè)量試驗(yàn) 146
5.4.1 試驗(yàn)設(shè)備 147
5.4.2 試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方案 147
5.4.3 氧氣吸收率分布特性分析 147
5.4.4 試驗(yàn)結(jié)論 150
5.5 目標(biāo)輻射光譜和太陽(yáng)反射光譜測(cè)量試驗(yàn) 150
5.5.1 試驗(yàn)設(shè)備 151
5.5.2 試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方案 152
5.5.3 氧氣吸收率分布特性分析 152
5.5.4 試驗(yàn)結(jié)論 156
5.6 基于氧氣吸收率差異的目標(biāo)提取試驗(yàn) 157
5.7 本章小結(jié) 159
參考文獻(xiàn) 159
第6章 基于混合像元分解技術(shù)的背景抑制方法 160
6.1 極端天氣條件下目標(biāo)與背景光譜混合模型 160
6.1.1 光譜圖像像元混合機(jī)理 160
6.1.2 目標(biāo)與極端天氣背景的混合像元模型 162
6.2 極端天氣條件下的背景抑制方法 165
6.2.1 混合像元分解技術(shù)原理及流程 165
6.2.2 目標(biāo)光譜提取方法 168
6.2.3 極端天氣背景抑制方法基本流程 170
6.3 極端天氣條件下被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 171
6.3.1 降雨天氣條件下被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 171
6.3.2 霧霾天氣條件下被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 176
6.3.3 降雪天氣條件下被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 180
6.4 本章小結(jié) 184
參考文獻(xiàn) 185
第7章 氧氣吸收率與路徑長(zhǎng)度關(guān)系數(shù)學(xué)模型 186
7.1 氧氣吸收系數(shù)及其相關(guān)性 186
7.1.1 氧氣吸收系數(shù)及相關(guān)K分布法 186
7.1.2 氧氣吸收系數(shù)分布的相關(guān)性 189
7.1.3 氧氣吸收系數(shù)的溫度壓強(qiáng)變化關(guān)系 197
7.2 非均勻路徑的氧氣吸收率模型 202
7.3 數(shù)學(xué)模型的數(shù)值分析 206
7.4 數(shù)學(xué)模型的誤差分析 218
7.4.1 吸收系數(shù)誤差 218
7.4.2 折射吸收誤差 221
7.4.3 路徑離散誤差 230
7.5 本章小結(jié) 232
參考文獻(xiàn) 233
第8章 不同探測(cè)系統(tǒng)下的被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 235
8.1 點(diǎn)探測(cè)式多光譜被動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)測(cè)距試驗(yàn) 235
8.1.1 旋轉(zhuǎn)濾波片式單通道點(diǎn)探測(cè)式多光譜被動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)試驗(yàn) 235
8.1.2 并行式多通道點(diǎn)探測(cè)式多光譜被動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)試驗(yàn) 241
8.2 成像式多光譜被動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)測(cè)距試驗(yàn) 271
8.2.1 光譜采集系統(tǒng)及目標(biāo) 271
8.2.2 近程被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 273
8.2.3 遠(yuǎn)程被動(dòng)測(cè)距試驗(yàn) 280
8.3 本章小結(jié) 291
參考文獻(xiàn) 292
附錄 光譜儀作用距離分析 294