120_180nm星载远紫外电离层成像光谱仪光学系统设计与研究

太阳模拟器光学系统设计刘超博;张国玉【摘要】论述了太阳模拟器的工作原理,设计了一个太阳模拟器光学系统,该系统由椭球面聚光镜、光学积分器、光阑、准直物镜等组成,并对准直性误差进行了理论计算.设计结果表明,成像质量良好,满足系统的技术要求.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(033)001【总页数】4页(P14-17)【关键词】太阳模拟器;光学系统【作者】刘超博;张国玉【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春,130022;长春理工大学光电工程学院,长春,130022;光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,长春,130022【正文语种】中文【中图分类】O432太阳模拟器是太阳敏感器地面模拟试验和性能测试与标定的重要设备，在地面上模拟太阳光辐照特性，用来模拟空间环境，其主要作用是提供与太阳光谱相匹配的、均匀的、准直稳定的且具有一定辐照度的光源，主要用于航天器(飞行器)空间环境模拟试验，近几年在空间技术、太阳能利用以及遥感技术等领域也把它作为太阳光模拟光源，具有广泛的应用价值。

本文论述了太阳模拟器的工作原理，并详细介绍了太阳模拟器的光学系统设计。

在实验室内实现太阳目标仿真，给卫星姿态控制系统内的太阳敏感器提供太阳光模拟信号。

1 太阳模拟器的工作原理如图1所示，太阳模拟器采用了同轴透射式准直光学系统，其主要由氙灯、椭球面聚光镜、光学积分器(场镜和投影镜)、光阑、准直物镜等组成，采用具有轴对称性的短弧氙灯作为模拟器的理想光源。

光源发出的辐射通量由聚光镜系统会聚并反射。

在光学积分器场镜组阵列通光口径内形成一个所要求的辐照分布，这个分布经光学积分器各元素透镜对称分割，在叠加透镜的焦面上形成一个辐照度均匀分布的辐照面。

这个均匀辐照面经准直物镜投影成像在要求的位置上。

朝准直物镜看去，辐照光束来自位于准直物镜焦面上的视场光阑处，如同来自“无穷远”处的太阳[1]，从而模拟了太阳光辐照。

第 31 卷第 11 期2023 年 6 月Vol.31 No.11Jun. 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证曹彬才1，2*，王建荣1，2，胡燕1，2，吕源1，2，杨秀策1，2，卢学良1，2（1.地理信息工程国家重点实验室，陕西西安 710054；2.西安测绘研究所，陕西西安 710054）摘要：高分十四号卫星搭载了一台三波束激光测距系统，用于辅助双线阵光学相机开展全球1∶10 000无地面控制点立体测图。

由于振动及环境等因素变化，激光测高仪的几何参数相比实验室测量参数会发生改变，必须开展高精度在轨几何定标。

针对高分十四号激光载荷的特点，构建了激光测高严格几何模型，在大气改正、潮汐改正的基础上，利用地面探测器阵列捕获的激光光斑开展激光器在轨几何定标与精度验证。

实验结果表明：高分十四号激光测量系统标定后3个波束的高程精度（1σ）分别优于0.190，0.256和0.220 m，达到设计指标，可作为高程控制点开展业务化生产。

关键词：高分十四号卫星；激光测高仪；在轨几何定标；精度验证；高程控制点中图分类号：P237 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20233111.1631On-orbit geometric calibration and preliminary accuracy verification of GaoFen-14 （GF-14） laser altimetry system CAO Bincai1，2*，WANG Jianrong1，2，HU Yan1，2，LÜ Yuan1，2，YANG Xiuce1，2，LU Xueliang1，2（1.State Key Laboratory of Geo-information Engineering， Xi'an 710054， China；2.Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping， Xi'an 710054， China）* Corresponding author， E-mail： cbconthe-way@Abstract： The Gaofen-14 （GF-14） satellite is equipped with a three-beam laser altimeter system aimed at assisting the two linear-array optical camera to perform global 1∶10 000 mapping without ground control points. Owing to mechanical vibration and environmental changes， the geometric parameters of the laser altimeter would deviate from those measured in the laboratory； thus， it is necessary to perform high-preci⁃sion on-orbit geometric calibration. In this study， a strict geometric model of the laser footprint was con⁃structed according to the characteristics of the GF-14 laser load. Through atmospheric correction and tidal correction， the laser spot captured by the ground detector array was used to perform on-orbit geometric cal⁃ibration and accuracy verification. The test results indicate that the elevation accuracies of the GF-14 three-beam laser altimeter are 0.190， 0.256， and 0.220 m， which satisfy the design target and can be used as the elevation control point for operational production.文章编号1004-924X（2023）11-1631-10收稿日期：2022-11-04；修订日期：2022-11-28.基金项目：地理信息工程国家重点实验室自立项目（No.D19901-SKLGIE2022-ZZ-01）；青年自主创新科学基金资助项目（No.2023-01）第 31 卷光学精密工程Key words： GF-14 satellite；laser altimeter；on-orbit geometric calibration；accuracy verification；eleva⁃tion control point1 引言星载对地观测激光雷达通过向地面发射激光脉冲，探测激光器到目标之间的距离，结合卫星姿态、位置及激光指向信息，获得激光足印点精确的三维空间坐标。

第２７卷第６期２０１２年１２月（页码：２３１６－２３２１）地　球　物　理　学　进　展ＰＲＯＧＲＥＳＳ　ＩＮ　ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＶｏｌ．２７，Ｎｏ．６Ｄｅｃ．，２０１２王云冈，余　涛，王东峰，等．克州电离层测高仪建设及初步结果．地球物理学进展，２０１２，２７（６）：２３１６－２３２１，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２９０３．２０１２．０６．００６．ＷＡＮＧ　Ｙｕｎ－ｇａｎｇ，ＹＵ　Ｔａｏ，ＷＡＮＧ　Ｄｏｎｇ－ｆｅｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ａｂｏｕｔ　ａｎ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ＫｅＺｈｏｕ　ａｎｄ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｅｓｕｌｔｓ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０１２，２７（６）：２３１６－２３２１，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２９０３．２０１２．０６．００６．克州电离层测高仪建设及初步结果王云冈１，　余　涛１，　王东峰２，　张　峰２，　向　帆３，　王海东４（１．国家卫星气象中心，北京１０００８１；　２．中科院电子学研究所，北京１００１９１；３．新疆克州气象局，阿图什８４５３５０；　４．新疆克州阿图什气象局，阿图什８４５３５０）摘　要　电离层测高仪是地面探测电离层的主要常规手段．２０１０年８月中国气象局在新疆的克孜勒苏柯尔克孜自治州（简称克州）（北纬３９．７２°，东经７６．１８°）完成了中国最西端电离层垂直探测站的建设．本文介绍了克州电离层测高仪的主要性能参数、一种新的ＣＡＤＩ测高仪天线方案设计及天线系统测试结果；初步比较了克州电离层测高仪站和同样安装了ＣＡＤＩ测高仪的加拿大Ｂａｋｅｒ站（北纬５２．１６°，西经１０６．５３°）２０１０年１０月１日的电离图，这两个站的电离图质量基本一致；２０１１年２月２４日发生了一次太阳耀斑事件，克州电离层测高仪记录了这次耀斑期间电离层的变化和响应，证明了测高仪监测对于短波通信有重要应用价值；比较了２０１０年８月至１０月克州电离层测高仪观测月中值、Ｒｏｍｅ电离层测高仪（北纬４１．９°，东经１２．５°）观测月中值和ＩＲＩ２００７的模式值并发现：１）２０１０年８～１０月，克州ｆｏＦ２观测月中值和同纬度Ｒｏｍｅ的ｆｏＦ２观测月中值在分布形态上比较一致；２）克州ｆｏＦ２观测月中值和模式月中值在８月比较吻合，在１０月存在一定差异；９月１０：００～１３：００、１０月４：００～１４：００ＩＲＩ２００７模式月中值高于观测月中值，且偏离较大（大于８％）；３）克州ｆｏＦ２观测月中值在８月、９月的分布中存在Ｂｉｔｅｏｕｔ现象．关键词　ＣＡＤＩ电离层测高仪，三角天线，电离图，ｆｏＦ２ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２９０３．２０１２．０６．００６ 中图分类号　Ｐ３５２ 文献标识码　Ａ收稿日期　２０１２－０２－１０；　修回日期　２０１２－０６－１１． 投稿网址　ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ作者简介　王云冈，男，理学硕士，助理研究员，从事电离层探测研究．（Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｇ＠ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ）Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ａｂｏｕｔ　ａｎ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ＫｅＺｈｏｕａｎｄ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｒｅｓｕｌｔｓＷＡＮＧ　Ｙｕｎ－ｇａｎｇ１，　ＹＵ　Ｔａｏ１，　ＷＡＮＧ　Ｄｏｎｇ－ｆｅｎｇ２，　Ｚｈａｎｇ　Ｆｅｎｇ２，ＸＩＡＮＧ　Ｆａｎ３，　ＷＡＮＧ　Ｈａｉ－ｄｏｎｇ４（１．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｓｐａｃｅ　ｗｅａｔｈｅｒ，ＣＭＡ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｋｅｚｈｏｕ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ａｔｕｓｈｉ　８４５３５０，Ｃｈｉｎａ；４．Ａｔｕｓｈｉ，Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ａｔｕｓｈｉ　８４５３５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　ｂａｓｅｄ　ｇｒｏｕｎｄ．Ｉｎ　Ａｕｇｕｓｔ　２０１０，ＣＭＡ　ｈａｓ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｋｅｚｈｏｕ（３９．７２°Ｎ，７６．１８°Ｅ），ｗｈｅｒｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｗｅｓｔｅｒｎｍｏｓｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ．Ｉｎ　ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ＣＡＤＩ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｉｎ　Ｋｅｚｈｏｕ，ａ　ｎｅｗ　ａｎｔｅｎｎａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ＣＡＤＩ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅａｎｄ　ｉｔｓ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ａｒｅ　ｓｈｏｗｎ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　Ｋｅｚｈｏｕ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｏｎｏｇｒａｍｓ　ａｎｄ　Ｂａｋｅｒ（Ｃａｎａｄａ）ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｓｔａｔｉｏｎ（５２．１６°Ｎ，１０６．５３°Ｗ）ｉｏｎｏｇｒａｍｓ　ｉｎ　Ｏｃｔｏｂｅｒ　１，２０１０ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒｉｏｎｏｇｒａｍｓ　ｉｓ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ．Ｋｅｚｈｏｕ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｔｈｅ　ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｖａｒｉｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｏｌａｒ　ｆｌａｒｅ　ｏｎＦｅｂｒｕａｒｙ　２，２０１１ａｎｄ　ｉｔ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ　ｔｏ　ＨＦ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｋｅｚｈｏｕ，Ｒｏｍｅ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ（４１．９°Ｎ，１２．５°Ｅ）ｄａｔａ　ａｎｄ　ＩＲＩ２００７ｆｒｏｍ　Ａｕｇｕｓｔ　ｔｏＯｃｔｏｂｅｒ　２０１１ｉｓ　ｆｏｗｌｉｎｇ：１）ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ａａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｋｅｚｈｏｕ　ｍｅｄｉａｎ　ｆｏＦ２ｔｒｅｎｄ　ａｎｄ　Ｒｏｍｅ’ｓ；２）ｔｈｅ　６期王云冈，等：克州电离层测高仪建设及初步结果Ｋｅｚｈｏｕ　ｍｅｄｉａｎ　ｆｏＦ２ｉｓ　ａｇｒｅｅ　ｗｉｔｈ　ＩＲＩ２００７ｉｎ　Ａｕｇｕｓｔ，ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｓｏｍｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　Ｏｃｔｏｂｅｒ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ＩＲＩ　ｍｏｄｅ　ｖａｌｕｅｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　Ｋｅｚｈｏｕ　ｍｅｄｉａｎ　ｆｏＦ２（ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　８％）ｉｎ　１０：００～１３：００，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　ａｎｄ　４：００～１４：００，Ｏｃｔｏｂｅｒ；３）ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｂｉｔｅｏｕｔ　ｉｎ　Ｋｅｚｈｏｕ　ｍｅｄｉａｎ　ｆｏＦ２ｄａｔａ　ｉｎ　Ｏｃｔｏｂｅｒ　ａｎｄ　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＣＡＤＩ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ，ｔｒｉａｎｇｌｅ　ａｎｔｅｎｎａ，ｉｏｎｏｇｒａｍ，ｆｏＦ２０　引　言１９２５年Ｇ．Ｂｒｅｉｔ和Ｍ　Ａ　Ｔｕｖｅ发明了电离层垂直探测设备———电离层测高仪［１，２］．在此后近一个世纪对电离层的研究学习过程中，电离层测高仪的观测方式由手动观测发展为自动观测，电离层测高仪由模拟结构发展成了数字结构［３－６］，观测物理量由单一频率虚高的测量发展到对信号的幅度、极化、多谱勒、到达角等多个参数的测量［７，８］，并实现了电离层测高仪联网、电离图自动度量等功能［９，１０］．目前，全球约有近二百个电离层垂测探测站在同时对电离层进行探测．其中，应用较广泛的数字电离层测高仪有美国Ｌｏｗｅｌｌ大学研制的Ｄｉｇｉｓｏｎｄｅ测高仪、加拿大生产的ＣＡＤＩ测高仪等，我国有关单位自行研制电离层测高仪在国内也得到了一定的应用．电离层垂直探测除了具有全球范围分布广、探测资料积累时间长、探测结果准确可靠等优点，同时也有无法获得顶部电离层信息等不足之处．将电离层垂直探测与其它电离层探测手段有机结合在一起，是获得电离层完整信息的有效途径之一．中国气象局国家空间天气监测预警中心将电离层垂直探测和电离层ＧＰＳ探测结合在一起，提供电离层天气的监测预警信息．在气象监测与灾害预警工程中，国家空间天气监测预警中心建设了新疆克孜勒苏克尔克孜自治州（简称克州）、南宁、格尔木、西安等４个电离层垂直探测站．１　克州电离层测高仪站克州位于帕米尔高原，地处中国的最西端．克州电离层垂直探测站（北纬３９．７２°，东经７６．１８°）位于克州的阿图什市，１０００多公里外的乌鲁木齐站是距离它最近的电离层垂直探测站．克州电离层测高仪的探测数据在中国西部电离层研究、远距离短波通讯、航天测控等方面具有重要的意义．ＣＡＤＩ测高仪由Ｓ．Ｇａｏ和Ｊ．ＭａｃＤｏｕｇａｌｌ设计［６］、加拿大Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｌｔｄ生产，是一种体积小、低功率、低成本、灵活简便的电离层数字测高仪．克州电离层垂测站安装的是新型的ＣＡＤＩ测高仪，主要性能参数如下：表１　ＣＡＤＩ主要性能参数Ｔａｂｌｅ　１　Ｍａｉｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ＣＡＤＩ输入功率８００Ｗ（脉冲峰值功率）扫频范围１～３０ＭＨｚ（频率数值可变，可通过频率表进行控制）频率扫描１～４００个线性或对数频点高度范围９０ｋｍ到１０２０ｋｍ高度分辨６ｋｍ脉冲编码单脉冲，７／１３位巴克码和１６位补码探测模式垂直探测或者斜向探测天线系统是影响电离层测高仪观测数据质量的重要因素之一．不同类型的电离层测高仪的天线设计不尽相同，即使同种测高仪也可能有多种不同类型的天线设计［１１，１２］．为了获得高质量的电离图，我们针对ＣＡＤＩ测高仪的系统性能，为克州电离层测高仪设计了“一发射两接收”均为三角型天线的天线方案．其中，发射天线为１只三角形天线（如图１（ａ）所示），采用双线线结构，双线间距为０．５米．接收天线为２只三角形天线（如图１（ｂ）所示），采用单线结构．天线系统的主要结构参数如表２所示．表２　天线系统结构参数Ｔａｂｌｅ　２　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ａｎｔｅｎｎａ　ｓｙｓｔｅｍ类型塔高（ｍ）水平部分长度（ｍ）斜边长度（ｍ）总长度（ｍ）水平部分距地面高度（ｍ）发射天线三角型天线３８　５６　４５　１４６　３接收天线三角型天线２４　４０　２９　９８　３克州电离层测高仪设备安装完成后，我们利用ＢＩＲＤ通过式射频功率计（４３９１）和ＣＡＤＩ测高仪系统的ｃａｄｉｔｅｓｔＬ应用程序，分别测量了发射天线、接收天线的辐射功率的情况．ＣＡＤＩ测高仪在观测模式下发射脉冲信号，在用ｃａｄｉｔｅｓｔＬ应用程序测试时发射的是连续波信号，为了避免烧坏ＣＡＤＩ测高仪发射机，我们在测试时调低了发射机输出功率值．图２为发射天线功率辐射情况的测试结果，输出功率值在１０ＭＨｚ最大，１５ＭＨｚ最小，反射功率与输出功率的比值在１０ＭＨｚ最大，达到２７％．图３为接收天线功率辐射情况的测试结果，输出功率值在２５ＭＨｚ７１３２地球物理学进展　ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ　２７卷　图１　克州电离层测高仪天线示意图（ａ）为发射天线；（ｂ）为接收天线Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ａｎｔｅｎｎａｓ　ｏｆ　Ｋｅｚｈｏｕ　Ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ（ａ）Ｔｒａｎｓｍｉｔ　ａｎｔｅｎｎａ；（ｂ）Ｒｅｃｅｉｖｅ　ａｎｔｅｎｎａ图２　发射天线功率辐射上图中的红色圆圈表示发射天线的输出功率，蓝色空心三角表示发射天线的反射功率；下图中的绿色星号表示发射天线反射功率与输出功率的比值Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ａｎｔｅｎｎａ图３　接收天线功率辐射上图中的红色圆圈表示接收天线的输出功率，蓝色空心三角表示接收天线的反射功率；下图中的绿色星号表示接收天线反射功率与输出功率的比值Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｃｅｉｖｅ　ａｎｔｅｎｎａ最大，１５ＭＨｚ最小，反射功率与输出功率的比值在５ＭＨｚ最大，达到３１％．发射天线的反射功率与输出功率比在低频段明显低于接收天线，这说明发射天线性能在低频段性能优于接收天线．２　初步结果２．１　电离图我们将２０１０年１０月１日克州电离层测高仪获得电离图与Ｂａｋｅｒ电离层测高仪获得电离图的质量进行了比较．Ｂａｋｅｒ电离层垂直探测站（北纬５２．１６°，西经１０６．５３°）位于加拿大，其观测设备也是ＣＡＤＩ电离层测高仪．通过比较，我们发现，无论从电离图的最低频率、描迹的连续性和清晰程度还是电离层特征参数可度量程度来看，这两个站的电离图质量基本接近，且克州电离层垂测站电离图质量略好于Ｂａｋｅｒ站．这说明新的天线系统能够满足ＣＡＤＩ测高仪的性能要求，克州电离层测高仪工作在正常的状态．图４为２０１０年１０月１日克州电离层垂测站和Ｂａｋｅｒ电离层垂测站的部分电离图，其中（ａ）是８１３２　６期王云冈，等：克州电离层测高仪建设及初步结果图４　克州站、Ｂａｋｅｒ站电离图（ａ）、（ｃ）、（ｅ）是Ｂａｋｅｒ电离层垂测站电离图；（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）是克州电离层垂测站电离图Ｆｉｇ．４　Ｉｏｎｏｇｒａｍｓ　ｏｆ　ＫｅＺｈｏｕ　ａｎｄ　ＢａｋｅｒＢａｋｅｒ电离层垂测站晚上的电离图，（ｃ）、（ｅ）是Ｂａｋｅｒ电离层垂测站白天的电离图，（ｂ）是克州电离层垂测站晚上的电离图，（ｄ）、（ｆ）是克州电离层垂测站白天的电离图．２．２　２０１１年２月２４日太阳耀斑对短波信号的影响２０１１年２月２４日爆发了级别为Ｍ３．５太阳耀斑，该耀斑开始于７点２３分（ＵＴ），７点３５分（ＵＴ）达到最大，７点４２分（ＵＴ）结束，ＧＯＥＳ卫星Ｘ射线流量观测结果见图５（上图）．克州电离层测高仪７时２３分电离图正常，７时３３分电离图描迹５．１ＭＨｚ以下部分消失，此后电离图描迹５．１ＭＨｚ以下部分逐渐恢复，到９时电离图恢复正常．图５（下图）是克州电离层测高仪最低频率（ｆｍｉｎ）的分布，其中红色星号连线表示ｆｍｉｎ观测值，蓝色曲线表示ｆｍｉｎ在此次太阳耀斑爆发前后各３天的中位值，粗黑色虚线表是此次太阳耀斑爆发时刻．７时３３分克州电离层测高仪ｆｍｉｎ达到５．１ＭＨｚ，比前后３日中位值高出１．７５ＭＨｚ，涨幅达到１９１％．在太阳耀斑爆发期间，太阳Ｘ射线和远紫外辐射会突然增强，这些辐射以光速传到地球后，电离向日面地球低层大气，使得向日面电离层Ｄ层、Ｅ层的电子密度显著增加，从而增大了电子与中性成分粒子的碰撞机会．而电子和中性粒子碰撞过程中，会吸收电波的一部分能量，并且将其转化为热能．这样，在太阳耀斑爆发后，会出现穿过电离层的或者在电离层Ｄ层、Ｅ层反射的高频电波能量被吸收，严重时电波电信号完全消失的现象．这种现象反映到电离层电离图中，就表现为电离图描迹消失或者部分消失．克州电离层测高仪观测表明，２０１１年２月９１３２地球物理学进展　ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ　２７卷　图５　克州电离层测高仪ｆｍｉｎ分布上图中的蓝色星号连线表示ＧＯＥＳ卫星Ｘ射线流量观测结果；下图中红色星号连线表示ｆｍｉｎ观测值，蓝色曲线表示ｆｍｉｎ在此次太阳耀斑爆发前后各３天的中位值；粗黑色虚线表是此次太阳耀斑爆发时刻．Ｆｉｇ．５　Ｔｈｅ　Ｆｍｉｎ　ｏｆ　Ｋｅｚｈｏｕ　Ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ图６　克州电离层临界频率（ｆｏＦ２）Ｆｉｇ．６　Ｔｈｅ　ｆｏＦ２ｏｆ　Ｋｅｚｈｏｕ２４日太阳耀斑导致了短波信号的吸收．这与贺龙松等分析了南极中山站宇宙噪声接收机观测结果后认为Ｍ级以上的Ｘ射线耀斑才能引起日侧电离层较为明显的吸收［１３］的结论是一致的．２．３　电离层临界频率ｆｏＦ２分布利用２０１０年８月至２０１０年１０月克州电离层测高仪的观测数据，我们统计给出了克州电离层临界频率（ｆｏＦ２）８～１０月份月中值的分布情况（见图６）．克州电离层测高仪每１５分钟观测一次，每天获得９６张电离图．在图６中，红色星号连线表示克州电离层测高仪ｆｏＦ２的观测值，蓝色圆点连线表示Ｒｏｍｅ电离层测高仪（北纬４１．９°，东经１２．５°）ｆｏＦ２的观测值（将观测其时间移动到克州站当地时间），黑色曲线是利用ＩＲＩ２００７［１４］计算得到的克州ｆｏＦ２模式值．通过比较克州ｆｏＦ２观测月中值、ＲｏｍｅｆｏＦ２观测月中值和克州ｆｏＦ２模式月中值，我们０２３２　６期王云冈，等：克州电离层测高仪建设及初步结果发现：１）２０１０年８～１０月，克州ｆｏＦ２观测月中值和同纬度Ｒｏｍｅ的ｆｏＦ２观测月中值在分布形态上比较一致．２）克州ｆｏＦ２观测月中值和模式月中值在８月比较吻合，在１０月存在一定差异；９月１０：００～１３：００、１０月４：００～１４：００ＩＲＩ２００７模式月中值高于观测月中值，且偏离较大（大于８％）．３）克州ｆｏＦ２观测月中值在８月、９月的分布中存在Ｂｉｔｅｏｕｔ现象［１５］．参　考　文　献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］　Ｂｒｅｉｔ　Ｇ，Ｔｕｖｅ　Ｍ　Ａ．Ａ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｌａｙｅｒ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ，１９２６，２８（３）：５５４－５７５．［２］　Ａｐｐｌｅｔｏｎ　Ｅ　Ｖ．Ｔｈｅ　ｔｉｍｉｎｇ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｅｃｈｏｅｓ，ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎａｎｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｗｏｒｌｄ，１９３１，１４：４３－４４．［３］　Ｗｒｉｇｈｔ　Ｊ　Ｗ，Ｐｉｔｔｅｗａｙ　Ｍ　Ｌ　Ｖ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｄｙｎａｓｏｎｄｅ　１．Ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｄｉｓｐｌａｙ［Ｊ］．Ｒａｄｉｏ．Ｓｃｉ．，１９７９，１４（５）：８１５－８２５．［４］　Ｗｒｉｇｈｔ　Ｊ　Ｗ，Ｐｉｔｔｅｗａｙ　Ｍ　Ｌ　Ｖ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｄｙｎａｓｏｎｄｅ　２．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ　ｍａｇｎｅｔｏｉｏｎｉｃ　ｍｏｄｅ　ａｎｄｅｃｈｏｌｏｃａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｓｍａｌｌ　ｓｐａｃｅｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ａｒｒａｙ［Ｊ］．Ｒａｄｉｏ．Ｓｃｉ．，１９７９，１４（５）：８２７－８３５．［５］　Ｒｅｉｎｉｓｃｈ　Ｂ　Ｗ．Ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｉｎ　ｇｒｏｕｎｄ－ｂａｓｅｄ　ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｓｏｕｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊ］．Ｒａｄｉｏ　Ｓｃｉ．，１９８６，２１（３）：３３１－３４６．［６］　Ｇａｏ　Ｓ，ＭａｃＤｏｕｇａｌｌ　Ｊ．Ａ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｕｓｉｎｇ　ｐｕｌｓｅｃｏｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｃａｎ．Ｊ．Ｐｈｙｓ．，１９９１，６９（８－９）：１１８４－１１８９．［７］　万卫星，李钧，张兆明，等．用数字测高仪漂移测量研究电离层声重波扰动［Ｊ］．地球物理学报，１９９３，３６（５）：５６１－５６９．Ｗａｎ　Ｗ　Ｘ，Ｌｉ　Ｊ，Ｚｈａｎｇ　Ｚ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｇｒａｖｉｔｙ　ｗａｖｅ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ　ｆｒｏｍ　ｄｒｉｆｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ａｄｉｇｉｓｏｎｄｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ．Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），１９９３，３６（５）：５６１－５６９．［８］　袁志刚，宁百齐，万卫星．高精度多普勒频高图的获取和分析［Ｊ］．空间科学学报，２００２，２２（３）：２３４－２３９．Ｙｕａｎ　Ｚ　Ｇ，Ｎｉｎｇ　Ｂ　Ｑ，Ｗａｎ　Ｗ　Ｘ．Ａｃｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｄｏｐｐｌｉｏｎｏｇｒａｍ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２００２，３（２２）：２３４－２３９．［９］　宁百齐，林晨，王炳康．ＤＧＳ－２５６电离层数字测高仪的升级与联网［Ｊ］．电波科学学报，２０００，１５（１）：９０－９６．Ｎｉｎｇ　Ｂ　Ｑ，Ｌｉｎ　Ｃ，Ｗａｎｇ　Ｂ　Ｋ．Ｕｐｇｒａｄｉｎｇ　ａｎ　ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　ｏｆＤＧＳ－２５６ｄｉｇｉｓｏｎｄｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｃｉｅｎｃｅ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０００，１５（１）：９０－９６．［１０］　丁宗华，宁百齐，万卫星．电离层频高图参数的实时自动度量与分析［Ｊ］．地球物理学报，２００７，５０（４）：９６９－９７８．Ｄｉｎｇ　Ｚ　Ｈ，Ｎｉｎｇ　Ｂ　Ｑ，Ｗａｎ　Ｗ　Ｘ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｓｃａｌｉｎｇａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｉｏｎｏｇｒａｍ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２００７，５０（４）：９６９－９７８．［１１］　Ｍｏｒｒｉｓ　Ｒ　Ｊ，Ｍｏｎｓｅｌｅｓａｎ　Ｄ　Ｐ．Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　ｐｏｌａｒ　ｃａｐ　ＤＰＳ　ａｎｄＣＡＤＩ　ｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：１．Ｉｏｎｏｇｒａｍ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｓｐａｃｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００４，３３（６）：９２３－９２９．［１２］　余涛，王云冈，王劲松，等．厦门电离层垂测站建设及初步结果［Ｊ］．地球物理学进展，２０１０，２５（２）：５３８－５４２．Ｙｕ　Ｔ，Ｗａｎｇ　Ｙ　Ｇ，Ｗａｎｇ　Ｊ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｉｏｎｏｓｏｎｄｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｘｉａｍｅｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０１０，２５（２）：５３８－５４２．［１３］　贺龙松，Ｎｉｓｈｉｎｏ　Ｍ，张北辰，等．太阳耀斑和相关电离层吸收事件［Ｊ］．科学通报，２０００，４５（１７）：１８２２－１８２８．Ｈｅ　Ｌ　Ｓ，Ｎｉｓｈｉｎｏ　Ｍ，Ｚｈａｎｇ　Ｂ　Ｃ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｌａｒ　ｆｌａｒｅｓ　ａｎｄ　ｉｔｓｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｅｖｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０００，４５（１７）：１８２２－１８２８．［１４］　ｈｔｔｐ：／／ｏｍｎｉｗｅｂ．ｇｓｆｃ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｖｉｔｍｏ／ｉｒｉ＿ｖｉｔｍｏ．ｈｔｍｌ［１５］　Ｓｃａｌｉ　Ｊ　Ｌ，Ｒｅｉｎｉｓｃｈ　Ｂ　Ｗ，Ｋｅｌｌｅｙ　Ｍ　Ｃ，ｅｔ　ａｌ．Ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｓｃａｔｔｅｒｒａｄａｒ　ａｎｄ　Ｄｉｇｉｓｏｎｄｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　ａｔ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｌａｔｉｔｕｄｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｃｏｎｊｕｇａｔｅ　ｐｏｉｎｔ　ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９７，１０２（Ａ４）：７３５７－７３６７．１２３２。

46科学普及云南科技管理2020年第6期穹苍之上探奥秘——云南天文科技重器侧记张恒荣，黄 晴，施启兴（云南省科技厅科技宣传教育中心，云南 昆明 650051）摘 要：云南有得天独厚天文观测地理环境条件，有独占鳌头天文科技基础设施。

建有亚洲最大口径的2.4m通用光学望远镜、拥有中国唯一的高分辨率太阳望远镜——1m新真空太阳望远镜，启动的景东120m脉冲星射电望远镜研制项目是目前世界上口径最大的全可动低频射电望远镜。

天文学家们在云南天文科学研究高起点重大创新平台上取得了一批高水平的创新成果，云南正成为世人瞩目的天文科研中心。

关键词：天文观测 ；科技基础设施；院省合作中图分类号：F 323.3 文献标识码：A 文章编号：1004-1168（2020）06-00046-02收稿日期：2020-11-11作者简介：张恒荣（1963-），男，云南会泽人，编审，主要研究方向为科技传播、期刊出版。

黄 晴（1986-），女，安徽濉溪人 ，助理研究员，主要研究方向科技报道、科学普及。

施启兴（1995-），男，江西赣州人，主要研究方向为科技声像传播。

0 引言秋天的云南景东彝族自治县哀牢山国家级自然保护区，层林叠翠、风景如画；杜鹃湖，湖面似镜，水天一色。

这里是无线电的“净土”……更是世界最大口径全可动脉冲星射电望远镜研制项目建设台址地。

2020年9月29日上午杜鹃湖畔，当象征建设的第一铲土被铲起时，云南景东120m 脉冲星射电望远镜研制重大科技项目正式启动了。

1 科技重器 浩瀚星空奔来眼底在一年前的2019年10月11日，云南省科学技术厅、云南省林业和草原局、中国科学院昆明分院、普洱市人民政府共同主办“申报建设哀牢山-无量山国家公园综合科学考察”启动会在景东县举行。

中国科学院昆明分院、中国科学院昆明植物研究所、中国科学院昆明动物研究所、中国科学院西双版纳热带植物园、中国科学院云南天文台、西南林业大学、云南省林业调查规划院、云南大学、云南省农业科学院、华东师范大学、复旦大学等单位的50余位专家学者聚集于此，在哀牢山-无量山区域开展植物多样性与植被、脊椎动物调查与资源评估、生态系统综合考察、地质综合考察、遥感/地理/气象/水文、天文和无线电环境、社会经济、人文/历史综合考察等8个专题综合科学考察研究。

紫外LED散射通信信道特性与传输研究郭求实;何宁;何志毅【摘要】利用modtran大气传输模型对低空信道紫外光传输特性进行分析,研究了近地短距离传输的大气吸收和散射的数学模型.在实验室环境下,系统采用视场角为80°的紫外LED(发光二极管)发射,在传输距离为5～8 m的情况下进行了模拟信号的散射传输测试.结果表明:利用一定的有效散射体,收发俯仰角从10°增加到65°时,能有效实现短距离紫外散射传输.散射体浓度过大对紫外光存在强烈的吸收作用,传输距离将减小,单个紫外LED发射功率低,实际通信应用中,可采用阵列LED来提高发射功率,增加传输距离.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】3页(P64-66)【关键词】散射通信;紫外光;仰角;透过率;视场角【作者】郭求实;何宁;何志毅【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN929.110 引言与传统无线光通信相比，紫外光通信具有保密性好、跟踪端无需对准、可靠性高和便于组网等优点，已广泛运用到军事通信领域。

太阳光辐射的紫外线(200～280 nm)在经过大气层时被臭氧吸收，不能到达地面[1]。

因此，在低空大气信道进行紫外光通信，受此波段的背景光干扰很小，有利于微弱信号的接收。

但此波段在大气中传输衰减很大，只适合短距离通信。

本文研究了低空信道中紫外光传输特性，利用单次散射模型分析光束发散角、发射机和接收机仰角与接收能量的关系，完成了室内环境下的传输实验，通过分析实验结果，提出了系统需要改进的地方。

1 紫外光低空信道传输特性分析对于低空信道紫外光通信，由于大气中存在大量粒子，对紫外光传输的影响较大，造成衰减的主要原因是有效散射体内散射粒子对光的吸收和散射。

LENS的种类1. 注塑LENS,基材为注塑成型之产品,主要材料有PMMA、PC两种。

2. 模切LENS,基材为平面塑料板材切割而成,主要材料有PMMA、PC两种。

二.LENS的表面加硬 1. 强化,把LENS浸泡在化学药水里使基材表面形成一层薄膜,PMMA硬度可达4H,PC达2～2.5H, 强化后LENS的透明度会更好。

强化工序需要LENS上有一特殊的手柄,在制做塑胶模具时要注意。

强化不同的塑料,使用不同的药水。

强化后的LENS,表面印刷也要使用特殊工艺才能保证附着力。

2. IMD透明膜表面加硬, 透明加硬膜置于注塑模内,成型时印在LENS表面上, 硬度可达3～4H。

3. IMD印刷膜表面加硬,与透明膜表面加硬不同的是,这种方式把图案、文字等表面装饰一并做在LENS的外表面,而透明膜表面加硬的LENS需要在背面另做印刷等加工。

4. 金刚石镀膜表面加硬,硬度可达9H。

5. 表面喷UV, 硬度可达3～4H。

三.注塑LENS: 1. 制作工艺流程模具制作---注塑成型---表面加硬---电镀(溅镀) ---丝印(移印)---蚀刻---贴镭标---背胶---包装注:此只为一大致流程,不同类型的LENS会有各自不同的加工流程 2. 设计注意事项 a. 考虑进胶口的位置,一般要设计一个能隐蔽进胶口的位置,如不能将会增加废品率、提高成本。

b. 厚度在0.8～2.0之间比较合适。

c. 注意表面R>160,防止把LENS做成放大镜 3.特点:可做各种3D形状, 四.模切LENS: 1. 制作工艺流程裁板---电镀---丝印---蚀刻---NC加工---贴镭标---背胶---包装2. 设计注意事项 a. 由于原料为标准板材,厚度有一定规格,常用有0.8、1.0mm,其它厚度要同供应商咨询。

b. 外形为机械加工,对形状有一定限制,内凹之R要6mm以上。

c. 由于弧度为弯曲加工而成,产品只允许平均厚度、单向弧度DLC（類金鋼石）鍍膜要求高耐磨，高潤滑性現在粉末冶金模具，縫紉機零部件，柴油機發動機，空調壓縮機滑片用的最多。

第50卷第4期 V〇1.50 No.4红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2021年4月Apr. 2021中波128〇xl024红外成像组件设计（特邀)张宝辉，李中文，吴杰，吉莉，王炜毅，蔡璐，时亚辉，法静怡(昆明物理研究所南京研发中心，江苏南京211106)摘要：随着红外器件和成像技术的不断发展，各种夜视系统对百万像素的中波红外成像组件的需求 越来越多。

基于国产15nm 1280x1024中波HgCdTe探测器，以探测器和杜瓦自身包络为基准，突破 小体积、轻量化、一体化设计，研制出了紧凑型双FP G A处理平台的百万像素中波红外成像机芯组件, 组件尺寸155 mm><95 mm><95 mm,质量为1400 g,支持SDI、Cameralink接口输出；在该平台上实现元替换、非均勾校正、降噪、细节增强、动态范围压缩、局部增强等实时图像处理算法，针对传统的红外 成像算法提出了基于残差的非均勾校正算法与自适应局部增强算法,提升组件的成像性能。

测试试验 表明：组件实时输出分辨率为1280x1024像素的高质量低噪声的红外图像，噪声等效温差（NETD)< 30 mK,组件满足高温601，低温-40尤工作要求,组件所采用的改进处理算法，最终输出图像提升明显：关键词：红外成像；制冷红外；FPGA;探测器组件；中波红外中图分类号：TN215 文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA20211023Design of mid-wave 128〇xl 024 infraredimaging components {Invited)Zhang Baohui，Li Zhongwen，Wu Jie，Ji Li, Wang W eiyi，Cai Lu，Shi Yahui，Fa Jingyi(Nanjing Research Center, Kunming Institute of Physics, Nanjing 211106, China)Abstract: As infrared devices and technologies develops, the demand for megapixel mid-wave infrared imaging components o f various night vision systems is rising. The megapixel mid-wave infrared imaging component based on the domestic 1280x1024 medium wave (15 |im) infrared HgCdTe detector was developed, which took the detector and the Dewar's own envelope as the benchmark and made a breakthrough in small fomi-factor and lightweight integrated design. The component with the size o f 155 mm><95 mm><95 mm and the weight o f 1400 g were considered to collect and process the information from the large area o f Infrared Focal Plane Arrays (IRFPA). Thus, a low-noise image acquisition and processing hardware platform based on dual FPGA architecture was brought up, which supported SDI/Cameralink interface output. In the section o f algorithm, the optimized non-uniformity correction (NUC) algorithm o f the focal plane pixel response and the acquisition circuit, as well as the contrast limited adaptive histogram equalization (CLAHE) method compared with traditional image enhancement technologies were proposed. In addition, blind pixel replacement, denoising, latitude reduction and further procedures were implemented to make the image quality improving. Test results show that the noise equivalent temperature difference (NETD) o f the component is lower than 30 mK, and the detector performs stably at the temperature from -40^to 60 ^C. The proposed improved algorithm is fruitful in raising the quality o f both thermal imaging and infrared system performance.Key words: infrared imaging; cooled infrared; FPGA; detector components; mid-wave infrared收稿日期:202卜02-23;修订日期:202卜03-19基金项目:国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项（2017YFA0701204)0引言自红外成像系统在美国问世以来，已经过60多 年的发展[11。

海洋遥感技术1、选择填空（20分）2、名词解释（8个*2=16分）3、简答题（5道，40分）4、计算题、综合题。

计算题好像说是一道题，分值老师讲的不是很清楚，我也听不清楚。

一、填空题1、传感器的扫描方式：交叉轨道扫描，推扫式扫描，混合式扫描，圆锥式扫描等。

2、（第四章）1997年美国发射的装载着宽视场海洋观测传感器SeaWiFS的SeaStar 卫星，SeaStar卫星的循环周期（recurrent period）是③，传感器SeaWiFS完成全球覆盖的重复周期为②，每个重复周期（repeat period）包含29个轨道周期，每个轨道周期（orbit period）为1.648小时。

在低纬度地区，SeaWiFS 的再访问时间（revisit period）是②；在高纬度地区，SeaWiFS的再访问时间（revisit period）是①。

（选择：①1天；②2天；③16天；④35天）3、（第八章）MODIS热红外通道辐亮度L i通过__③___ 与该通道的黑体温度T i相联系；MODIS热红外通道的黑体温度T i通过__④___ 与海表面温度相联系。

（选择：①基尔霍夫定律，②经验公式，③普朗克定律，④瑞利-金斯定律）4、（第九章）平静海面的微波亮温T通过_④+⑤__ 与海面发射率e相联系，海面发射率e通过__①__ 与菲涅耳反射率ρ相联系，菲涅耳反射率ρ通过__②__ 与相对电容率εr相联系，相对电容率εr 通过__③__ 与海表面温度和盐度相联系。

（选择：①基尔霍夫定律，②菲涅耳公式，③德拜方程，④瑞利-金斯定律，⑤发射率定义）5、（第九章）天线的半功率波束宽度与_②_成正比，与_①_成反比。

（选择：①天线的孔径D，②电磁波的波长λ，③观测的天顶角）6、（第九章）微波辐射计SSM/I反演风速的两种算法（包括SSM/I-GSW算法和SSM/I-GSWP算法）在风速小于15m/s条件下反演精度达到_①_。

第60卷第1-2期2021年1月Vol.60No.1-2Jan.2021中山大学学报（自然科学版）ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI中山大学月球激光测距研究与实验*高添泉1，2，张才士1，2，李明1，2，李语强3，韩西达1，2，练军想1，2，刘胜前1，2，黎樽彪1，2，涂良成1，2，吴先霖1，2，杨山清1，2，叶贤基1，2，闫勇1，2，张蜡宝4，张鸿博6，张锦绣1，周立祥1，2，赵勇志5，赵宏超1，21.“天琴计划”教育部重点实验室，中山大学天琴中心，天琴前沿科学中心，国家航天局引力波研究中心，广东珠海5190822.中山大学物理与天文学院，广东珠海5190823.中国科学院云南天文台，云南昆明6502164.南京大学电子科学与工程学院，江苏南京2100935.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春1300336.中国科学院空天信息创新研究院，北京100094摘要：地月激光测距是“天琴计划”0123技术路线图中的第“0”步，为实现引力波探测卫星的高精度定轨及相关科学研究，本文开展了月球激光测距分析与实验研究，分析系统探测能力和测距精度。

中山大学天琴计划激光测距台站（以下简称“天琴台站”）采用1.2m口径激光测距望远镜，激光波长1064nm，激光能量320 mJ，激光重复频率100Hz，激光脉宽80ps，首次采用2×2多元阵列超导探测器进行月球激光测距。

天琴台站于2019年6月8日（农历初六）晚首次获得来自Apollo15角反射器阵列有效回波信号4组，随后于2019年11月7日（农历十一）晚成功接收到来自月面全部5个激光角反射器阵列的有效回波信号，测距精度达到cm量级，标致着天琴台站已经具备常规月球激光测距能力。

关键词：月球激光测距；超导阵列探测器；激光角反射器中图分类号：P129文献标志码：A文章编号：0529-6579（2021）01-0247-06Research and experiment of lunar laser ranging inSun Yat-sen UniversityGAO Tianquan1，2，ZHANG Caishi1，2，LI Ming1，2，LI Yuqiang3，HAN Xida1，2，LIAN Junxiang1，2，LIU Shengqian1，2，LI Zhunbiao1，2，TU Liangcheng1，2，WU Xianlin1，2，YANG Shanqing1，2，YE Xianji1，2，YAN Yong1，2，ZHANG Labao4，ZHANG Hongbo6，ZHANG Jinxiu1，ZHOU Lixiang1，2，ZHAO Yongzhi5，ZHAO Hongchao1，21.MOE Key Laboratory of TianQin Mission，TianQin Research Center for Gravitational Physics，Frontiers Science Center for TianQin，CNSA Research Center for Gravitational Waves，Sun Yat-sen University（Zhuhai Campus），Zhuhai519082，China2.School of Physics and Astronomy，Sun Yat-sen University，Zhuhai519082，China3.Yunnan Observatories，Chinese Academy of Science，Kunming650216，China4.School of Electronic Science and Engineering，Nanjing University，Nanjing210093，ChinaDOI：10.13471/ki.acta.snus.2020.11.11.2020B128*收稿日期：2020-11-11录用日期：2020-12-12网络首发日期：2021-01-13基金项目：广东省基础与应用基础重大项目(2019B030302001);国家自然科学基金（11655001）作者简介：高添泉（1990年生），男；研究方向：月球激光测距；E-mail：gaotq@张才士（1994年生），男；研究方向：卫星/月球激光测距精度分析；E-mail：hangcsh5@（以上两位作者为共同第一作者）通信作者：赵宏超（1985年生），男；研究方向：望远镜机械结构、支撑设计；E-mail：zhaohongch@第60卷中山大学学报（自然科学版）5.Changchun Institute of Optics，Fine Mechanics and Physics，Chinese Academy of Science，Changchun 130033，China6.Arospace Information Research Institute，Chinese Academy of Science，Beijing100094，China Abstract：In order to serve the needs of precise orbit determination for the three satellites of the Tianqin Project，lunar laser ranging analysis and experimental research were carried out.The TianQin laser rang⁃ing station in Sun Yat-sen University uses a1.2m diameter laser ranging telescope with a laser wave⁃length of1064nm，a laser energy of320mJ，a laser repetition frequency of100Hz，and a laser pulse width of80ps.It also uses a2×2multi-element array superconducting detector for lunar laser ranging for the first time.After two years of lunar laser ranging experiments，on the evening of June8，2019（the sixth day of the lunar calendar），four sets of effective echo signals from the Apollo15corner reflector ar⁃ray were obtained for the first time，and then on November7，2019（the tenth day of the lunar calen⁃dar），successfully received effective echo signals from all5laser retro-reflector arrays on the lunar sur⁃face，with cm level precision，indicating that the TianQin laser ranging station has acquired regular lunar laser ranging capability.Key words：lunar laser ranging；superconducting nanowire single photon detector array；corner reflector array1引言月面上共有5个可供激光测距的角反射器阵列，针对这5个激光角反射器开展了大量的激光测距理论分析和实验研究［1-4］。

第 32 卷第 3 期2024 年 2 月Vol.32 No.3Feb. 2024光学精密工程Optics and Precision Engineering应用于运动平台光电跟瞄系统的惯性参考单元研究综述李醒飞1，2，何梦洁1，拓卫晓1，2*，王天宇1，韩佳欣1，王信用1（1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072；2.深海技术科学太湖实验室，江苏无锡 214000）摘要：目标的变化和任务的拓展对光电跟瞄系统提出了快速机动的要求，从地基平台到车载、船载、机载、星载等运动平台是光电跟瞄系统的重要发展趋势。

基于惯性参考单元（Inertial Reference Unit，IRU）的视轴稳定方式是克服运动平台高频扰动，实现光电跟瞄系统微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。

针对运动平台光电跟瞄系统精确指向对载体基座扰动抑制的需求，分析和对比了IRU的各种技术方案，特别介绍了利用低噪声、宽频带惯性传感器敏感角扰动，并通过反馈控制实现视轴惯性稳定的系统方案。

从此类IRU系统的工作原理出发，阐述了系统的两种工作模式及功能特点，建立了系统数学模型。

然后，介绍了IRU的国内外研究进展及发展方向，指出惯性传感、支承结构和控制系统是决定IRU稳定能力的关键因素，梳理了三项关键技术的研究动态。

最后，总结了IRU的空间应用情况，并结合目前的应用需求对其未来应用领域进行了探讨。

关键词：惯性参考单元；运动平台；光电跟瞄系统；视轴稳定；扰动抑制中图分类号：V19 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20243203.0401Review on inertial reference unit applied to photoelectric tracking and pointing system of moving platform LI Xingfei1，2，HE Mengjie1，TUO Weixiao1，2*，WANG Tianyu1，HAN Jiaxin1，WANG Xinyong1（1.State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments， Tianjin University，Tianjin 300072， China；2.Taihu Laboratory of Deepsea Technological Science， Wuxi 214000， China）* Corresponding author， E-mail： tuoweixiao@Abstract： The evolution of objectives and the broadening of tasks have heightened the need for swift ma⁃neuverability in the photoelectric tracking and pointing system. Shifting from ground⁃based to diverse mo⁃bile platforms such as vehicles, ships, aircraft, and spacecraft marks a significant trend in the development of photoelectric tracking and pointing systems. The stabilization of the line of sight using an inertial refer⁃ence unit (IRU) is essential to counteract the high⁃frequency disturbances encountered on these mobile plat⁃forms, enabling the system to achieve tracking accuracy at the micro⁃radian or even sub⁃micro⁃radian level. 文章编号1004-924X（2024）03-0401-21收稿日期：2023-06-30；修订日期：2020-08-10.基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.62203322）；中国博士后科学基金资助项目（No.2022M712372）；深海技术科学太湖实验室“揭榜挂帅”项目资助项目（No.2022JBGS03001）第 32 卷光学精密工程This paper delves into various IRU implementation strategies to mitigate disturbances from the carriers, ensuring precise aiming of the photoelectric tracking and pointing system on moving platforms. It highlights a system design that employs low noise and wideband inertial sensors for angle disturbance detection and achieves line of sight stabilization via feedback control. The document details the system's operational modes, functional features, constructs its mathematical model, and reviews both domestic and internation⁃al research advancements and future directions in IRU technology. It emphasizes that inertial sensing, sup⁃port structures, and control systems are critical to IRU's stabilization performance, and it organizes the lat⁃est research trends in these three vital areas. Conclusively, the paper outlines the spaceborne applications of IRU and explores potential future application domains, considering current demands.Key words： inertial reference unit；moving platform；photoelectric tracking and targeting system；line-of-sight stabilization； disturbance suppression1 引言在天文观测［1］、激光通信［2］和量子通信［3］等领域，目标的变化和任务拓展对光电跟瞄系统提出了快速机动的要求，从地基平台到车载、船载、机载、星载等运动平台拓展是光电跟瞄系统的重要发展趋势。

干眼症检测仪照明和成像系统的设计及实现朱海龙;冯大伟;付威威【摘要】为了准确的测量出人眼泪膜破裂的时间,设计了一种干眼症检测设备的照明和成像系统.首先,为了得到placido盘在人眼表泪膜上的照度均匀的投影图,设计了照明光源,照明光源采用环形排布LED灯珠的设计,使得光源可以将placido盘后表面均匀照明.其次,设计了工作距离105mm的成像物镜,物镜在空间频率91lp/mm处,全视场MTF值均大于0.3,系统畸变小于0.8%.实验结果表明,该系统可以清晰的采集到人眼泪膜完整时的placido环投影的图像.本系统具有结构简单、易加工、成像清晰等特点,很好的满足了整机的需求.%A detecting instrumentfor dry eyes was designed to measure tear film break-up time accurately. Firstly,in order to get Placido disc projection with uniform illumination on tear film,a LED backlight was designed,the back-light was composed of LEDs in circle,it can illuminate the rear surface of Placido disc uniformly. Secondly,an objec-tive lens with a 100mm working distance was designed,the modulation transfer function(MTF)of whole field of 91 lp/mm is greater than 0.3,maximum distortion is less than 0.8%. The experimental results show that this design can present high quality Placido disc imagesof tear film. The system is characterized by its simplicity,esay processing and high imaging quality,which meets the requirments of the whole system well.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】5页(P68-71,75)【关键词】几何光学;干眼症;Placido盘;光学设计;环形光源【作者】朱海龙;冯大伟;付威威【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春130022;长春理工大学光电工程学院,长春130022;中国科学院苏州生物医学与工程技术研究所医学影像室,苏州215000【正文语种】中文【中图分类】TN21干眼症，又称角结膜干燥症，常见症状包括眼睛干涩、容易疲倦、眼痒、有异物感、痛灼热感、分泌物粘稠、怕风、畏光、对外界刺激很敏感等，我国的干眼患病率约在21%-33.7%，目前干眼在世界范围内的发病率呈逐年上升趋势，已经发展为一种危及健康的常见病、多发病。

太　阳　能第10期　总第354期2023年10月No.10　Total No.354Oct., 2023SOLAR ENERGY950 引言太阳能作为一种新兴清洁的可再生能源，其应用范围日益扩大，其中，光伏发电可以有效地降低国家能源成本及实现可持续发展战略目标，得到世界各国政府的高度重视，市场前景广阔。

随着中国航天事业稳健快速发展，光伏发电应用范围也越来越宽泛。

太阳电池技术中，三结砷化镓太阳电池由于具备高能量密度、高光电转换效率及低损耗的特点得到广泛关注，被认为是未来最有前途的高效太阳能应用之一，目前已有多个国家开展相关研究，中国亦有相关产业。

随着空间太阳电池技术的发展，三结砷化镓太阳电池已经逐渐取代了晶硅太阳电池，其能隙与太阳光谱的匹配较适合。

与晶硅太阳电池相比，三结砷化镓太阳电池具有高光电转换效率、高可靠性、耐高温、抗辐照能力强等优点，产品已广泛应用于遥感、气象和科学试验等卫星，这类卫星在轨道运行状态良好，适用于空间各轨道飞行器。

目前，太阳电池电源是航天器主要的电源，其可靠性和稳定性对任务的成功非常关键，特别是对于需要长时间在太空中运行的任务，例如卫星和空间站，对太阳电池可靠性要求更加严格。

太阳电池的研制、航天器电池阵列的设计、太阳电池光电转换效率等核心电性能参数的准确评估对于航天器的安全运行至关重要。

但传统太阳电池按照AM1.5G 的标准太阳光谱，与空间三结太阳电池工作标准AM0光谱存在差异，因此传统太阳电池测试使用的太阳模拟器无法满足空间三结砷化镓太阳电池的测试要求。

空间三结砷化镓太阳电池测试使用的太阳模拟器应符合空间太阳电池工作标准，确保太阳模拟器光谱与AM0光谱一致或接近，从而提高对于空间太阳电池的测试准确度。

为更符合AM0光谱，满足空间三结砷化镓太阳电池的测试需求，本文设计出一种满足350～760 nm 、760～950 nm 、950～1800 nm 3波段光谱独立可调的太阳模拟器光源系统，以氙灯和卤素灯作为混合光DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20230519.02 文章编号：1003-0417(2023)10-95-06基于AM0太阳模拟器3波段光谱独立可调的设计冯云峰，张鹤仙，黄国保，刘　皎，冯晓莹*(陕西众森电能科技有限公司，西安 710018)摘 要：为满足空间三结砷化镓太阳电池的测试要求，设计并研制出一种AM0太阳模拟器，采用氙灯和卤素灯混合光源，提供了满足AM0光谱标准的光谱范围，并且可同时独立调整3个波段(350～760 nm 、760～950 nm 、950～1800 nm)的相对能量，便于提高三结太阳电池的电性能测试准确度。