地基气辉成像干涉仪探测高层大气风场的定标研究

• 作者: 刘丽娜 唐远河 屈欧阳 崔进 李存霞 段晓东 郜海阳
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 定标 高层大气风场 相位
• 年，卷（期）: 2017,（13）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 73-83
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.130601

摘要

我们研制的地基气辉成像干涉仪(ground based airglow imaging interferometer,GBAII)样机成功地探测了地球上空90—100 km的大气风速和温度.为了提高GBAII的探测精度,本文研究GBAII所拍摄的成像干涉条纹的定标:对干涉条纹中心位置定标、电荷耦合器(CCD)暗噪声和平场定标、整个光学系统衰减系数定标、步进步长定标、光程差随入射角变化量定标、仪器响应度定标和零风速相位定标等理论和实验进行了研究.利用最小二乘法对GBAII拍摄的30幅成像干涉图的圆心坐标定标在CCD(123.3,121.1)像素位置;利用632.8 nm激光获得GBAII所用CCD的平场定标系数矩阵,分别得到平场前后的干涉图并检测出CCD的噪声和坏点;利用GBAII获得图像的边缘亮环相位与中心亮斑相位的差值对入射角10.24?时,光程差相对0?入射角时变化了0.356个条纹;拍摄200幅成像干涉图的实验离散点进行正弦拟合后的均方根标准偏差达90.34%,该完整干涉条纹的步进间隔为4.06 nm,对应步进相位为0.0094π;针对正演公式中GBAII的系统衰减系数对所拍摄的原始干涉图利用IDL编程得到光学系统衰减系数的多项式,拟合的均方根标准偏差达99.98%;采用632.8 nm激光作光源,简化了GBAII的响应度表达式,通过实验得其响应度为4.97×10?3 counts·(Rayleigh·s)?1;针对GBAII室外观测,给出零风速定标的矩阵表达式后,对532.0 nm和632.8 nm激光的对应零风速相位分别为?9.2442?和?68.6353?.本文提供了多种定标方法,并逐一通过实验进行验证,为国内被动遥感探测高层大气风场提供了强有力的实验支持.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	唐远河	西安理工大学理学院	32	166	8.0	10.0
2	李存霞	西安理工大学理学院	4	19	2.0	4.0
3	崔进	西安理工大学理学院	2	4	1.0	2.0
4	郜海阳	西安理工大学理学院	4	6	2.0	2.0
5	刘丽娜	西安理工大学理学院	5	11	2.0	3.0
6	屈欧阳	西安理工大学理学院	1	1	1.0	1.0
7	段晓东	西安理工大学理学院	1	1	1.0	1.0