短波红外超光谱成像和数据采集技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈建新 |
| 答辩日期 | 2005-07-25 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 王建宇 |
| 关键词 | 短波红外 Fpa 信号处理 空间超光谱成像仪 凸面光栅分光 |
| 学位专业 | 电路与系统 |
| 英文摘要 | 高分辨率推帚式短波红外超光谱成像仪在遥感和军事应用领域具有重要的意义。在短波红外（1.0～2.5μm）的反射光谱中，许多地球表面物体存在着可分辨的吸收和反射特征，这些特征的波长宽度大约是10～20nm，早期发展起来的多光谱、高光谱将不能满足未来的应用需求，该课题的目的就是为军方提供适用于航天环境要求的高光谱分辨率、高空间分辨率、高探测灵敏度的超光谱成像仪奠定技术基础，掌握和解决研制推帚式短波红外超光谱成像仪的关键技术。为今后的超光谱研发提供理论和试验依据。 论文开始提出了本课题研究的目的和意义，介绍和对比了国内外目前对超光谱成像仪研究情况。指出了短波红外超光谱成像仪研发中存在的几个关键技术，如短波红外焦平面探测器、大视场光学系统的设计与加工、高帧频探测器信号处理、数据压缩存储技术等等，提出了解决这些关键技术的方法。系统的灵敏度、信噪比、扫描方式和系统MTF是系统几个主要性能指标，本课题将给出这些指标测试原理和对结果进行分析。对于该课题所采用的短波红外超光谱成像仪的总体方案，先从系统的主要性能指标方面作分析，并对这个系统所使用的短波红外焦平面探测器分析它的主要技术指标。光学系统包括主光学系统和分光系统，对几个方案分别进行了比较，最终采用了同轴卡塞格林主光学系统和凸面光栅分光系统。电子学部分分析了探测器前放噪声和信号处理电路，详细分析了探测器前放电路噪声以及芯片的选取。软件模块描述了本课题采用的DirectDraw技术，该技术能使图像的实时显示具有很高的效率，并且只占用很少的系统资源。图像的实时显示实现了三种显示模式：单波段显示、多波段显示和帧显示,满足不同应用场合应用要求。本论文还采用了一种新的基于USB2.0的数据采集技术。系统指标测试包括光谱特性指标测试、成像特性指标测试和系统MTF测试，同时给出了测试结果。由于目前各分系统的设计还是以成像为目的，所以论文对成像过程中出现的现象和问题进行了详细分析。包括非均匀性算法分析、失效像元判定准则和图像噪声分析。最后根据本课题中光学系统设计和探测器使用的特殊性，发现该短波红外超光谱成像仪可以同时当作一台短波全色相机使用。论文最后对课题研究过程中存在的问题做了总结。 论文的创新点体现在以下三个方面： 1、采用了USB2.0的数据采集技术，它是一种全新的总线，具有一定技术优势，能够使系统降低成本、提高可靠性、方便安装、缩短开发和更新周期、提高设计灵活性和实现多点数据同时采集。 2、在一个系统上实现超光谱和全色相机的功能，这样可以减少开发成本，并且结构简单，体积小。 3．从本论文研制的短波红外超光谱成像仪指标分析，已经具备500km轨道高度30米地面分辨率的成像能力，达到或接近国际同类仪器的水平。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4438]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈建新. 短波红外超光谱成像和数据采集技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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