分振幅偏振成像系统定标研究

CIOMP OpenIR

	分振幅偏振成像系统定标研究
	张海洋
学位类型	博士
导师	颜昌翔
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	博士
关键词	分振幅偏振成像偏振测量误差系统定标三维相干矩阵三维偏振光线追迹
摘要	偏振是光作为电磁横波的重要特征,它携带了丰富的信息。相比于传统的遥感成像探测,偏振成像探测具有凸显目标、辨别真伪、分类识别、反演目标表面的理化及纹理性质等特点,尤其是在云与气溶胶探测方面,可以得到气溶胶类型、光学厚度、粒子分布等关键参数,具有重要的应用价值。目前,根据偏振探测方案的不同,偏振成像系统可分为分时偏振成像、分振幅偏振成像、分孔径偏振成像、分焦平面偏振成像、调制型偏振成像等类型。其中分振幅偏振成像系统是一种常用的同时偏振成像方案,它采用单镜头成像、分束器分光、多通道检偏的方式工作。由于成像光学系统存在着一定的偏振效应,它会改变光束的偏振状态,对偏振探测的精度产生一定的影响;同时,由于偏振信息是通过各通道接收光强的差异得到,各通道间系统透过率的差异、检偏器偏振参数的不同、探测器响应的非一致性,均会对各通道接收光强产生影响。因此,分振幅偏振成像系统必须要经过定标,校正以上系统误差,才能够保证偏振探测的精度,为偏振探测数据的准确应用奠定基础。本文针对分振幅偏振成像系统中偏振及辐射定标的需求,主要开展了以下研究工作:为了描述光学系统对偏振传输的影响,提出了三维全局相干矩阵,建立了部分偏振光在光学系统中的三维偏振辐射传输模型,为系统的定标提供了理论基础。针对本分振幅偏振成像光学系统,采用本三维偏振光线追迹算法,计算了系统偏振效应对偏振传输的影响。为了描述光学系统的偏振特性,采用三维偏振矩阵特征分解的方法,得到了光学系统基本的偏振参数——二向衰减与位相延迟,并采用三维偏振光线追迹算法,分析了分振幅偏振成像系统的二向衰减与位相延迟分布情况;对非理想线偏振片的偏振矩阵进行了描述,分析了其消光比参数的影响。为得到偏振成像系统的各偏振参数,提出了相应的参数标定方案,建立了标定的物理模型,并对本系统进行了相关的实验标定。为了实现分振幅偏振成像系统的辐射定标,基于三维偏振辐射传输模型,建立了各通道的辐射定标模型,并进行了实验验证。结果表明,本定标方案可得到系统各通道的辐射参数,校正各通道间辐射响应的差异,实现偏振探测系统的辐射定标。为了实现分振幅偏振成像系统的偏振度定标,基于分振幅偏振探测的基本原理,建立了系统的偏振度定标模型,并进行了实验验证。结果表明,本定标方案可校正由偏振误差参数导致的测量误差,提高偏振测量精度。对在轨定标方案进行了分析,建立了海面耀光的在轨定标模型,并提出了星载检偏器定标法,为后续系统的在轨定标方案提供了基础。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61582
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	张海洋. 分振幅偏振成像系统定标研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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分振幅偏振成像系统定标研究.caj（3772KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文