1 河北工程大学数理科学与工程学院，河北 邯郸 056038
2 清华大学精密仪器系，北京 100084
对近场分布式光度测量方法及测量机理进行研究，基于自主搭建的近场光源发光特性测量装置采集平面光源不同方向的亮度图像，分析了近场光度参量之间的转换关系及亮度数据处理方法，最终实现了近场分布式平面光源空间光强分布测量。通过构建平面光源发光模型，基于光度学和几何光学原理分析发光平面各个方向的光线分布，完成对光源不同方向的发光状态表征。与远场测量相比，所提近场分布式测量方法结果与远场配光曲线吻合良好，在所采用成像式亮度计亮度相对误差优于6.51%的情况下，所测得的光强相对误差小于8.38%，0配光曲线匹配指数高达98.33%，验证了所提方法在近场光度测量中的有效性。
测量 分布光度计 近场分布式光度测量 成像式亮度计 光强 配光曲线
哈尔滨理工大学自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对光学测量系统杂散光限制后,残留杂散光的固有误差以及系统老化所带来的时变误差的问题,提出一种基于径向基函数(RBF)网络的光度测量系统误差修正算法,以进一步提高光学测量系统的测量精度。利用点源透射率(PST)的方法对光度测量系统的测量误差分布情况进行分析;在杂散光分布影响近似估计的基础上,设计并改进一种基于RBF网络的光度测量系统误差修正算法。采用TracePro进行仿真对比试验,结果表明,通过误差补偿网络的修正,可将发光强度的测量误差降低至0.24%以下;而且此算法与一般RBF算法相比,其收敛速度和逼近能力有了明显的提高,为系统杂散光限制后衍生问题的解决提供了更为快速有效的修正工具。
测量 光度测量系统 杂散光 点源透射率 径向基函数网络 误差修正
1 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
2 长光卫星技术有限公司, 长春 130102
基于“吉林一号”视频系列卫星开展空间目标光度测量试验，阐述了视频星对空间目标成像以及光度反演原理，利用相机探测器输出图像的灰度值反演计算目标光度学特征.根据误差传递原理分析了辐射定标系数偏差和目标图像噪声对反演精度的影响，并以恒星作为标准辐射源对反演精度进行验证，结果表明恒星类点目标光度反演误差小于0.15 Mv.列举了空间目标拍摄及反演结果样例，并对视频星观测试验结果进行了统计和说明，得到视频星的极限探测距离、捕获概率以及观测效能，分析结果表明视频星的灵活成像模式可较好地适用于空间目标观测任务.
空间光学 空间监视 光度测量 空间目标 视频卫星 信噪比 误差传递 照度 目标探测 遥感 Space optics Space surveillance Luminosity measurement Space target Video remote sensing satellites Signal to noise ratio Principle of error transfer Illumination Object detection Remote sensing 光子学报
2019, 48(12): 1228002
哈尔滨理工大学 自动化学院, 哈尔滨 150080
采用几何光学分析法, 对影响光度测量的杂散光进行分析; 根据杂散光反射传输的特点, 结合近似绝对黑体结构理论和吸光度加和理论, 设计了具有高折反效果的凹型窄光阑阵列消杂模型, 提高了对杂散光的抑制能力; 由于此结构在不同光阑间隔下的消光效果不同, 设计了自适应惯性权重粒子群算法来搜索光阑阵列的最优间隔, 以进一步提高光阑阵列的性能.在此基础上, 通过仿真和实验验证了基于最优消杂模型构建的分布光度测量系统, 其测量误差与消杂之前相比由10%以上降低到了1%以下; 满足相应的国际及国家标准对光源测量的误差要求, 可作为现有环境下进一步抑制环境杂散光的有效手段.
分布光度测量系统 杂散光 几何光学分析 粒子群算法 消杂结构设计 Distributed photometric measurement system Stray light Geometric optical analysis Particle swarm optimization Design of stray light suppression structure
1 中国科学院太阳活动重点实验室, 北京100012
2 中国科学院国家天文台, 北京100012
3 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
4 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650500
平场改正可以扣除日冕仪成像过程中的不均匀性, 是其数据定标的必要步骤。提出一套基于乳白玻璃测量日冕仪平场的装置和方法, 并开展了相关模拟和实地测量以验证该方法的可行性。首先, 模拟了太阳经乳白玻璃后在日冕仪观测视场内扩散光源的均匀性, 模拟结果表明其均匀度为99.98%, 十分接近理想的均匀面光源。其次, 测量了12 cm地基日冕仪的平场, 测量结果显示该方法可以测量出日冕仪成像的不均匀性, 如探测器的条纹。平场改正后的结果符合日冕和天空背景亮度的径向分布。最后, 为评价利用乳白玻璃测量平场的有效性, 将其和天空平场进行了对比, 二者相关系数为99.94%, 线性拟合斜率为1, 具有极强的相关性。
光学器件 扩散片 日冕仪 图像分析 平场 光度测量
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了地基测量空间目标光度的两种方式。首先介绍了系统组成及对比测量原理, 然后基于工程角度分析提出了宽谱段测量和滤光片测量两种方式, 并给出了两种测量方式的误差分析。若G型恒星及空间目标在同一视场可选择宽谱段测量方式, 若途经天区G型定标星较少, 可以选择滤光片测量方式。外场实验验证表明, 宽谱段测量方式信噪比较高, 可探测的极限星等为16等星, 在天气条件较好的情况下测量精度在0.15星等左右, 而滤光片测量方式由于探测到的能量较少, 在相同信噪比下可探测极限星等为14等星, 天气变化较小条件下测量精度在0.02星等左右, 两种测量方式误差相当, 但宽谱段测量方式定标恒星数量增加2.4倍, 便于数据处理与计算。
光度测量 地基测量 CCD相机 空间目标 photometric ground-based CCD space targets
成都信息工程学院 计算机学院, 成都 610225
空间目标的光度特性能够反映其在轨的运动状态和姿态, 通过对空间目标光度的测量, 可以确定其状态和姿态。首先分析了传统光度计光度测量方法, 然后给出了用CCD进行光度测量的方法, 该方法通过测量多颗星等已知恒星的灰度值, 通过光度的定义公式推导出“0”等星的灰度值。进行光度测量时, 得到待测星的灰度值之后再与“0”星等灰度值比较, 计算出待测星的星等。在计算“0”星等灰度值与反算待测星星等时充分考虑了大气消光对测量结果的影响, 并按照消光公式对测量结果进行了修正。试验结果表明, 基于CCD的光度测量方法精度优于0.2星等。
光度测量 光度计 星等 大气消光 photometric measurement photometer magnitude atmospheric extinction
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027
为了研究投影机光学性能测量方法,建立一个精度高、操作方便且成本低的投影机光学性能自动测量系统.利用该系统的逐像素扫描的特点,在全面扫描、9点和13点方法下对多种投影机进行了数据测量并得到投影机的性能指标.经过对9点和13点测量方法得到的性能指标与全面扫描得到的数据的比较分析,提出了更为合理的5点测试方法.
投影机 光度测量 色彩照度计 三刺激值
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 北京跟踪与通信技术研究所,北京,100094
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
空间目标的光度特性反映了目标的在轨运动状态,通过空间目标的光度测量可以判断空间目标在轨特性和进行空间目标的编目识别.比较了空间目标光度特性光度计和CCD测量的两种方法,并采用恒星比对的方法,得到了空间目标的星等数据,实验结果表明两种测量方法星等精度相当,但CCD测量可以在白天测量空间目标的光度特性.
空间目标 光度测量 目标探测 目标识别
