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O3辐射源星载干涉仪测风不确定度分析

何微微 武魁军 冯玉涛 王后茂 傅頔 刘秋新 鄢小虎

何微微, 武魁军, 冯玉涛, 王后茂, 傅頔, 刘秋新, 鄢小虎. O3辐射源星载干涉仪测风不确定度分析[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(8): 813001-0813001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0813001
引用本文: 何微微, 武魁军, 冯玉涛, 王后茂, 傅頔, 刘秋新, 鄢小虎. O3辐射源星载干涉仪测风不确定度分析[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(8): 813001-0813001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0813001
He Weiwei, Wu Kuijun, Feng Yutao, Wang Houmao, Fu Di, Liu Qiuxin, Yan Xiaohu. Wind uncertainty analysis of onboard interferometer based on O3 radiation source[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(8): 813001-0813001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0813001
Citation: He Weiwei, Wu Kuijun, Feng Yutao, Wang Houmao, Fu Di, Liu Qiuxin, Yan Xiaohu. Wind uncertainty analysis of onboard interferometer based on O3 radiation source[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(8): 813001-0813001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0813001

O3辐射源星载干涉仪测风不确定度分析

doi: 10.3788/IRLA201948.0813001
基金项目: 

国家自然科学基金(61705253);中科院光谱成像技术重点实验室开放基金(LSIT201701D);院级重点科研项目(2017CYZDKY001)

详细信息
    作者简介:

    何微微(1987-),女,讲师,博士,主要从事星载测风方面的研究。Email:heww1987@126.com

  • 中图分类号: P407.6

Wind uncertainty analysis of onboard interferometer based on O3 radiation source

  • 摘要: 星载气辉成像干涉仪采用临边观测模式,可以获取全球范围内大气风场的空间分布信息及时间演化信息,是国际卫星遥感领域的研究热点。基于O3辐射源的Michelson星载成像干涉仪在红外波段工作,能够全天时探测平流层区域的大气风场,却存在更为复杂的测风不确定度。鉴于此,在临边观测正演仿真的基础上,开展了仪器热背景辐射研究及测量噪声分析,给出了大气信号测量噪声及仪器热背景噪声引起的大气风场速度误差数值,并通过表观量仿真及信噪比分析,得到了视向风的误差廓线。不确定度分析表明,基于O3辐射源的Michelson成像干涉仪在星载条件下可全天时探测15~45 km范围内的大气风场,反演精度优于1~2 m/s。该研究为基于红外辐射源的大气风场测量提供了重要的理论指导。同时对红外Michelson成像干涉仪的研制具有重大的工程意义和实践价值。
  • [1] Gao Duorui, Li Tianlun, Sun Yue, et al. Latest developments and trends of space laser communication[J]. Chinese Optics, 2018, 11(6):901-913. (in Chinese)
    [2] Zheng Jun, Sun Dongsong, Dou Xiankang, et al. 60 km Rayleigh Doppler lidar and wind measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1030002. (in Chinese)
    [3] Feng Yutao, Li Juan, Zhao Zengliang, et al. Development of interferometric spectroscopy for atmosphere wing observation based on satellite[J]. Aerospace Shanghai, 2017, 34(D8):14-26. (in Chinese)
    [4] Hu Weidong, Ji Jinjia, Liu Ruiting, et al. Terahertz atmosphere remote sensing[J]. Chinese Optics, 2017, 10(5):656-665. (in Chinese)
    [5] Zhao Zhiliang, Chen Lihua, Zhao Zijia, et al. Fabrication and application of dual-wavelength infrared transmission-type interferometer[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(11):2639-2646. (in Chinese)
    [6] Yao Dong, Li Yupeng, Zhao Ya, et al. Tolerance assurance of interferometer for optical HCB process[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(8):1945-1953. (in Chinese)
    [7] Zhang Fang, Gao Jiaobo, Wang Nan, et al. LWIR imaging spectrometer employing a variable gap Fabry-Perot interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3):0318001. (in Chinese)
    [8] Shepherd G G. WINDⅡ on UARS in the context of SCISAT and Odin[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy Radiative Transfer, 2017, 186:40-51.
    [9] Skinner W R, Gell D A, Marshall A R, et al. High-resolution Doppler imager:instrument performance from late 1991 to mid-1999[C]//SPIE, 1999, 3756:304-316.
    [10] Killeen T L, Wu Q, Solomon S C, et al. TIMED Doppler interferometer:Overview and recent results[J]. Journal of Geophysical Research Space Physics, 2006, 111(A10):A10S01.
    [11] Harding B J, Makela J J, Englert C R, et al. The MIGHTI wind retrieval algorithm:description and verification[J]. Space Science Reviews, 2017, 212(1-2):585-600.
    [12] Scott A. Simulation and optimization of the SWIFT stratospheric wind interferometer for transport studies on GCOM-A1[C]//SPIE, 2017, 10313:103130Q.
    [13] Liang Jian'an, Zhao Wanli, Wang Xia, et al. Effect of the background clutter on the operating range of infrared polarization imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10):1004003. (in Chinese)
    [14] Yu Fei, Ren Qifeng, Li Sujun, et al. Analysis of noise for infrared focal plane array in low temperature background[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3):0304003. (in Chinese)
    [15] Marr K D, Englert C R, Harlander J M. Flat-fields in DASH interferometry[J]. Optics Express, 2012, 20(9):9535-9544.
    [16] Shen Jing, Xiong Wei, Shi Hailiang, et al. Phase detection and drift correction for doppler asymmetric spatial heterodyne interferometer[J]. Acta Photonica Sinica, 2017, 46(9):0901003. (in Chinese)
    [17] Wu Kuijun, Fu Di, Feng Yutao, et al. Simulation and application of the emission line O19P18 of O2(a1g) dayglow near 1.27m for wind observations from limb-viewing satellites[J]. Optics Express, 2018, 26(13):16984-16999.
    [18] Rahnama P, Rochon Y J, McDade I C, et al. Satellite measurement of stratospheric winds and ozone using Doppler Michelson interferometry. Part I:Instrument model and measurement simulation[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2006, 23(6):753-769.
  • [1] 方志远, 赵明, 杨昊, 邢昆明, 王邦新, 陈剑锋, 邓旭, 程亮亮, 谢晨波.  直接测风激光雷达频率跟踪技术及对流层平流层大气风场观测 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220412-1-20220412-9. doi: 10.3788/IRLA20220412
    [2] 沈法华, 徐菁苑, 范安冬, 谢晨波, 王邦新, 杨亮亮, 周慧, 徐华.  基于双法布里-珀罗干涉仪多纵模米散射多普勒激光雷达技术 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20220762-1-20220762-10. doi: 10.3788/IRLA20220762
    [3] 周杰, 杨泽后, 宋帅, 张国娟, 毛一江, 李晓锋, 金凡皓, 冯力天, 陈春利, 周鼎富.  应用于区域三维风场测量的船载激光测风雷达 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200189-20200189. doi: 10.3788/IRLA20200189
    [4] 杜海伟.  弱场偏振探测技术灵敏度及噪声的定性分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0305006-0305006-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0305006
    [5] 姜昊琦, 赵栋, 陈永超, 洪广伟.  一种表征EDFA放大宽谱光源的噪声估测方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 717006-0717006(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0717006
    [6] 吴俊政, 倪维平, 严卫东, 张晗.  圆周阵列太赫兹干涉成像中目标场景仿真 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125004-0125004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0125004
    [7] 李杏华, 张冬, 高凌妤, 郭倩蕊, 景泉, 胡震岳.  离轴三反系统中视轴的偏转误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
    [8] 赵宏鹏, 甘霖, 殷瑞光, 郭豪, 梁巍巍.  激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006005-1006005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1006005
    [9] 王涛, 赵建科, 田留德, 周艳, 杨利红, 陈琛, 段亚轩, 潘亮, 赵怀学, 刘锴, 万伟, 刘艺宁.  光电编码器与棱体轴线平行度对转角误差的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 217001-0217001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0217001
    [10] 卢新然, 宋路, 万秋华, 于海, 刘小树.  基于空间位置的增量式光电编码器误差检测系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017011-1017011(6). doi: 10.3788/IRLA201779.1017011
    [11] 胡林亭, 李佩军, 秦少刚.  吊舱激光指示精度计算方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617012-0617012(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0617012
    [12] 史成龙, 刘继桥, 毕德仓, 李世光, 刘丹, 陈卫标.  机载激光雷达测量二氧化碳浓度误差分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 530001-0530001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0530001
    [13] 邓潘, 张天舒, 陈卫, 刘建国, 刘洋.  大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 81-86. doi: 10.3788/IRLA201645.S130003
    [14] 于洵, 朱磊, 姜旭, 武继安, 李建强.  基于微透镜阵列偏振探测器的噪声性能研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 189-195.
    [15] 龚绍琦, 孙海波, 王少峰, 国文哲, 李云梅.  热红外遥感中大气透过率的研究(二): 大气透过率模式的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2013-2020.
    [16] 周辉, 李松, 王良训, 郑国兴.  噪声对星载激光测高仪测距误差的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2256-2261.
    [17] 苏燕芹, 张景旭, 陈宝刚, 杨飞, 赵宏超.  谐波分析方法在提高精密转台回转精度中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 274-278.
    [18] 冯英翘, 万秋华, 宋超, 赵长海, 孙莹, 杨守旺.  光电编码器两种精码波形细分方法原理误差对比 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2283-2288.
    [19] 王宁, 贾辛, 邢廷文.  子孔径拼接检测浅度非球面 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2525-2530.
    [20] 葛建平, 沈为民, 刘全, 陈明辉.  锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1557-1561.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-05
  • 修回日期:  2019-04-03
  • 刊出日期:  2019-08-25

O3辐射源星载干涉仪测风不确定度分析

doi: 10.3788/IRLA201948.0813001
    作者简介:

    何微微(1987-),女,讲师,博士,主要从事星载测风方面的研究。Email:heww1987@126.com

基金项目:

国家自然科学基金(61705253);中科院光谱成像技术重点实验室开放基金(LSIT201701D);院级重点科研项目(2017CYZDKY001)

  • 中图分类号: P407.6

摘要: 星载气辉成像干涉仪采用临边观测模式,可以获取全球范围内大气风场的空间分布信息及时间演化信息,是国际卫星遥感领域的研究热点。基于O3辐射源的Michelson星载成像干涉仪在红外波段工作,能够全天时探测平流层区域的大气风场,却存在更为复杂的测风不确定度。鉴于此,在临边观测正演仿真的基础上,开展了仪器热背景辐射研究及测量噪声分析,给出了大气信号测量噪声及仪器热背景噪声引起的大气风场速度误差数值,并通过表观量仿真及信噪比分析,得到了视向风的误差廓线。不确定度分析表明,基于O3辐射源的Michelson成像干涉仪在星载条件下可全天时探测15~45 km范围内的大气风场,反演精度优于1~2 m/s。该研究为基于红外辐射源的大气风场测量提供了重要的理论指导。同时对红外Michelson成像干涉仪的研制具有重大的工程意义和实践价值。

English Abstract

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