Отзыв ведущей организации (1025234)
Текст из файла
и ;, Е,.-йКПКМ",:: ~ГЧ-~ДЯР,: та1НМ'„Эб 1хзйжьтМГ10 УЧИ"'жйгыц!. НАУКИ ИНСТИТУ'Х КОС'МИЧБ-'КИХ ИИ'ЛЕДОВЛНИИ ч ИХ "СИИСКОИ АКАДЕМИИ НАУК УТВф"уКДМб'' Дире .„-,,„, академи ,О з ОТЗЫВ ВЕДУЩЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ федерально~о государственного бюджетного учреждения науки «Институт космических исследований Российской академии паук (ИКИ РАН)» на диссертацию КОЗЛОВА Дмитрии Александровича «Исследование точиостных характеристик и методика калибровки бортовых инфракрасных фурье-спектрометров температурно-влажностного зондировании атмосферы Земли», представленную на соискание учбной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.07 — оптические и оптико-электронные приборы и комплексы.
Акт альность темы В икгле 2014 г. на орбиту вокрут Земли в составе космического аппарата «Метеор-М» №2 бьш выведен первый отечественный метеорологический фурье-спектромегр ИКФС-2. К этому времени на орбитах уже работали два европейских фурье-спектрометров 1АВ1 и американский Сг! Я. Бее этн приборы представляют собой сложные и дорогие оптико-электронные системы. имекнпие различные конструкции. ш|тические схемы и программы работы. Их объединяет чрезвычайно высокие требования к точности измерений. которая обеспечивается в равной степени качеством изготовления приборов и их калибровки.
На создателях отечественного ИКФС-2 лежа.ш особая ответственностгк наш прибор вступал последним в существующую группировку и его результаты пе должны были выпадать из ряда результатов уже раоотающнх на орбите приборов. Отсюда и актуальность темы — задача точной калибровки обязана быть решена к началу штатной работы ИКФС-2.
и она была успешно решена. мхэвк в,;.-,авчоэм н«~я и:, е-шаг Акйсо,п1окд, из ° с;,-,".. к е»,:,и;.,о1 „я Обзо ст ы аботы Диссертация объбмом 143 страницы содержит оглавление, введение, 4 главы, заключение, список литературы из 68 наименований, список условных обозначений н 83 рисунка. Д~г, Автор ставит две основные цели: во-первых., тщательное исследование всех факторов, влияющих на точность прибора, и способов их учета, и во-вторых, обеспечение требуемой точности калибровки лбтного экземпляра прибора ИКФС-2.
Для их достижения автор выделяет следующие основные задачи„решению которых посвящена диссертация: 1. Обоснование требований по точности, поиск и анализ источников погрешностей измерения (глава 1). 2, Разработка методики энергетической калибровки при нелинейном приемнике (глава 2). 3. Разработка методик спектральной привязки измеренных спектров при нестабильном опорном лазерном источнике н определения вида аппаратной функции в широком спектральном диапазоне (глава 3).
4. Практическая реализация вышеуказанных методик при наземных калибровках н при летных испытаниях 1глава 4). На защиту выносятся положения, являющиеся основными при решении вьппеперечисленных задач. Глава 1. Основываясь иа существующих требованиях к точности получения параметров атмосферы и анализируя процесс преобразования в спектр интерферограммы, выдаваемой фурье-спектрометром, автор обосновывает основные его метрологические параметры. Реализация всех требований в приборе ИКФС-2 не во власти автора, и он вьщеляет требования, обеспечение которых зависит от калибровки или влияет на результат калибровки. Обращает на себя внимание очень высокие требования к точности измерений.
Завершается глава 1 подробным описанием прибора ИКФС-2 и конкретизацией задач калибровки. Глава 2 посвящена радиометрической калибровке. Основные идеи автора, содержащиеся в этой главе, заключены в следующем: - доказательство преимушества преобразования ннтерферограммы в спектр сразу в комплексной области, не производя предварительно фазовой коррекции; - расчйт погрешности прн усреднении спектров опорного источника и спектров Земли; найдена зависимость погрешности от волнового числа излучения Земли и бортового модуля калибровки н даны рекомендации для выбора оптимальной температуры этого модуля; методика коррекции нелинейности фотоприемника путем нахождения квадратичного члена амплитудной характеристики приемного тракта и контраста интерферограммы по итерационной схеме при измерении излучения горячего и холодного эталонных чернотельных излучателей; - рекомендация проводить градуировку при различных температурах прибора, так как степень черноты бортового модуля калибровки не равна единице и зависит от волнового числа; - рекомендация обратить внимание, что при поворотах зеркала сканера отражйнное от него частично поляризованное излучение после отражения в светоделителе может менять свою интенсивность.
В этой главе приведены результаты автора по наземной радиометрической калибровке. Показано, что применение разработанных методик калибровки обеспечивает погрешность привязки к абсолютной энергетической шкале на уровне 0.3 К. В главе 3 рассмотрены н решены две проблемы. Первая - это корректировка искажений измеренного спектра, вызванных нестабильностью длины волны излучения лазера опорного канала.
Автор предложил способ коррекции шкалы волновых чисел при сравнении измеренного спектра с одним из набора заранее рассчитанных спектров излучения Земли. Сравнение производится с помощью оценочной функции (сумма квадратов разности между измеренным и рассчитанным спектром), минимум которой ищется при пошаговом сдвиге.
Этот метод обеспечивает очень высокую точность и может применяться при работе на борту. Второй вопрос, рассмотренный в этой главе„это определение вида аппаратной функции фурье-спектрометра во всйм спектральном интервале при наличии только двух инфракрасных лазеров (10,3 мкм и 5,4 мкм). Проанализированы почти все возможные причины отклонения аппаратной функции фурье-спектрометра от классического з)ппз сагйпа11з.
Была создана математическая модель. в которой при подборе параметров. влияющих на вид аппаратной функции, н при учйте реального распределения угловой чувствительности (кстати, очень неоднородной и не равномерной) минимнзировалась разница модельной аппаратной функции и измеренной при двух длинах волн, что дало возможность рассчитать аппаратную функцию для всего спектрального интервала. В главе 4 сопоставляются полученные спектры ИКФС-2 со спектрами приборов !А 3! и ЯЕУ18.1 для проверки на практике точности выполненной калибровки. Во-первых, описанный в предыдущей главе метод коррекции шкалы волновых чисел был конкретизирован при учЕте реальных результатов и условий измерений, доведен до чЕткого алгоритма и проверен в работе при сравнении со спектрами 1АЯ1.
Приведенные в работе результаты показывают очень хорошее совпадение шкал, Во-вторых. для поверки энергетической калибровки использовались яркостные температуры в б спектральных диапазонах, измеренные приборами ИКФС-2 и ЯЕУ1К1. Измерения производились примерно в одно и то же время одних и тех же участков поверхности.
Несмотря на то, что это приборы разного типа !ЗЕВ!К! — это радиометр с низким спектральным и высоким пространственным разрешением), автор составил программу, обеспечившую корректное сравнение результатов. Совпадение оказалось очень хорошим, примерно в 5 раз лучше допустимого. В-третьих, было проведено сравнение спектров, полученных ИКФС-2 и европейским фурье-спектрометром 1АЯ1.
Это неожиданно оказалось непростым делом, хотя трассы наблюдения с обоих аппаратов были близки друг к другу, почти совпадали. Для возможности сопоставления спектры !АЯ! пересчнтывались к параметрам спектральных данных ИКФС-2 с учетом некоторых различий приборов в спектральном разрешении, аподизации и шаге спектральной сетки. Автор сумел тщательно учесть эти нюансы и получил совпадение с разбросом яркостной температуры около (0.2...0.3) К. Завершается глава 4 и научная часть всей работы демонстрацией продукции, выдаваемой прибором, т.е.
того, для чего он и создавался. Приведены высотные профили температуры и влажности, а также общего содержания озона. Очень хорошие результаты сравнения с эталонными данными свидетельствуют, как скромно пишет автор, о «пригодности использования измерений прибора для решения задач метеорологического обеспечения». Основными н чиыми и п актическими ез льтатами являются следующие: 1. Разработана и проверена на практике методика коррекции нелинейности фотоприЕмного тракта фурье-спектрометра. 2.
Разработана методика привязки спектров с высокой точностью к шкале волновых чисел непосредственно по измеряемым спектрам. 3. Разработана методика определения аппаратной функции прибора во всем спектральном диапазоне. 4. Разработана методика и впервые в отечественной практике проведена наземная калибровка фурье-спектрометра для термическн-влажностного зондирования. 5.
Разработаны алгоритмы обработки исходной информации фурье-спектрометра (интерферограмм и телеметрии) в калиброванные спектры атмосферы и реализованы в программном комплексе первичной обработки, На чная зи чимость результатов, полученных автором, заключается в разработке и всестороннем исследовании нового подхода к калибровке бортового инфракрасного фурье-спектрометра, основанном на тщательном анализе процесса преобразования сигнала в фотоприемном тракте прибора и исследовании основных источников погрешности спектральных измерений. Подобный подход обеспечил высокую точность калибровки даже при нелинейных характеристиках и нестабильных параметрах прибора. Степень обоснованности па чных положений выво ов и екоме а ий. Обоснованность научных положений.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
