基于空間外差干涉譜的大氣目標(biāo)識(shí)別方法研究.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目題目_基于空間外差干涉譜的大氣目標(biāo)識(shí)別方法研究（英文）（英文）ResearchonAtmosphericTargetRecognitionbyAnalysisofInterferogramDatafromSpatialHeterodyneSpectroscopy研究生學(xué)號(hào)：號(hào)：1308203005研究生姓名：名：高鳳艷指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)：指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)：張文濤教授申請(qǐng)學(xué)位門類：類：工學(xué)碩士學(xué)科、專

2、科、專業(yè)名稱：稱：光學(xué)工程提交論文日期：2016年4月論文答辯日期：2016年6月摘要I摘要空間外差光譜技術(shù)（SpatialHeterodyneSpectroscopy:SHS）集光柵與FTS技術(shù)于一體，是一種新型的超高光譜分辨遙感技術(shù)。該技術(shù)能有效應(yīng)用于大氣痕量氣體等微弱目標(biāo)的超光譜遙感探測(cè)。傳統(tǒng)的高光譜目標(biāo)識(shí)別方法在探測(cè)過程中需要預(yù)先獲取背景光譜或背景干涉圖。本文探索基于空間外差干涉譜的大氣目標(biāo)識(shí)別方法，克服必須測(cè)量背景譜的限制，為

3、空間外差光譜技術(shù)在目標(biāo)識(shí)別上提供新方法。本文主要以水汽、二氧化碳為例開展空間外差干涉圖特征提取與目標(biāo)識(shí)別方法研究。此外，還以火箭尾焰中鉀元素共振雙線微弱信號(hào)目標(biāo)為例開展研究。首先分析空間外差光譜技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，開展空間外差光譜儀干涉圖調(diào)制機(jī)理的研究，為微弱信號(hào)目標(biāo)的空間外差光譜儀干涉圖特征信息提取提供理論依據(jù)。研究輻射能在氣體分子中的傳輸和分子吸收特性，采用HITRAN光譜數(shù)據(jù)庫獲得具有分子信息特征的光譜參數(shù)，通過選定Voig

4、t線型和逐線積分計(jì)算方法對(duì)痕量氣體進(jìn)行超分辨光譜信息仿真，為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信號(hào)的識(shí)別提供參考依據(jù)。根據(jù)朗伯比爾定律，建立濃度和干涉圖之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)痕量氣體濃度的計(jì)算。然后分析空間外差光譜儀探測(cè)到的干涉譜數(shù)據(jù)，選擇一階差分法消除基線干擾、三角切趾函數(shù)去除旁瓣干擾。采用時(shí)域FIR濾波器、小波變換技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解三種空間外差干涉圖特征提取方法，獲取目標(biāo)特征提取的參考譜。利用干涉圖匹配技術(shù)和計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別。最后，

5、以水汽、二氧化碳和鉀元素共振雙線微弱信號(hào)目標(biāo)為例開展空間外差干涉圖特征提取與目標(biāo)識(shí)別算法研究。通過干涉譜匹配技術(shù)對(duì)水汽空間外差干涉譜進(jìn)行識(shí)別；采用小波變換技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的方法提取二氧化碳空間外差干涉譜特征信息，然后利用FIR濾波器對(duì)不同濃度的二氧化碳空間外差干涉譜進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別；采用FIR濾波器與回歸分析、小波變換技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解三種方法對(duì)鉀元素共振雙線空間外差干涉譜進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別。通過以上三種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果表明以上方