Global Vision медиа фокусы
Компания бейнебақылау камераларында барлығы 15 рет көрсетілді, ал оның партиялық БАҚ, орталық БАҚ және жергілікті ресми БАҚ арқылы таралуы 50 миллион адамға жетті.
Күннің биіктік бұрышы мен бетінің шағылысу қабілетіне негізделген ғарыштық бейнелеу спектрометрлері үшін сигнал-шу қатынасын болжау
Анықтамалық кіріспе
Сигнал-шу қатынасы (SNR) бейнелеу спектрометрлерінің анықтау өнімділігінің маңызды көрсеткіші болып табылады, ол жердегі нысандардан спектрлік ақпаратты алу сапасына тікелей әсер етеді. Ғарыштық бейнелеу спектрометрлерінде SNR өсімдіктер, су айдындары және минералдар сияқты нысаналардың спектрлік ерекшеліктерін тиімді анықтау мүмкіндігін анықтайды. Бақылау геометриясы және беттік шағылысу сипаттамалары кіреберіс көзінің сәулеленуіне айтарлықтай әсер ететіндіктен, бейнелеу спектрометрлерінің SNR әр түрлі күн биіктігі бұрыштары мен беттік шағылысу жағдайларында айтарлықтай өзгереді. Сондықтан, құралды жобалау және өнімділікті бағалау кезеңдерінде типтік бақылау жағдайларына сүйене отырып, SNR-ді сандық түрде болжау қажет.
Техникалық қағидаттар
Сигнал-шуыл қатынасы (SNR) сигнал электрондары N санының жалпы жүйе шуына σ қатынасы ретінде анықталады.
Күннің биіктік бұрышы мен бетінің шағылысу қабілетін ескере отырып, детектордың бір спектрлік жолағындағы сигнал электрондарының санын келесідей көрсетуге болады:
Формулада Lλ – кіреберіс көз қарашығының спектрлік сәулеленуі, Δλ – спектрлік өткізу қабілеттілігі, A – пиксель ауданы, Ω – эквивалентті қатты дене бұрышы, t – интеграция уақыты, τ – жүйенің өткізгіштігі, η – кванттық тиімділік, h – Планк тұрақтысы және c – жарық жылдамдығы. Жалпы жүйе шуы бірнеше шу көздерін қабаттастыру арқылы алынады:
Қайда, σқараңғыҚараңғы ток шуы үшін, σоқуШуды оқу үшін, σтуралыШуды кванттау үшін, σ2ату=NсБұл фотондық шу. Кіреберіс қарашықтың спектрлік сәулеленуін атмосфералық сәулелену тасымалының Modtran немесе 6S моделін пайдаланып модельдеуге болады және осыған сүйене отырып, әрбір жолақ үшін сигнал-шуыл қатынасын сандық бағалауды аяқтауға болады.
Модельдеу эксперименті
Мысал ретінде Сигуаннан алынған белгілі бір типтегі дисперсиялық ғарыштық бейнелеу спектрометрін алып, оның сигнал-шуыл қатынасының өнімділігі модельденді және бағаланды. Аспаптың негізгі параметрлері 1-кестеде көрсетілген.
1-кесте. Сигуан бейнелеу спектрометрінің белгілі бір моделінің ішінара параметрлері
Күннің биіктік бұрышы 70° және бетінің шағылысу қабілеті 60% болатын сәулелену жағдайында көрінетін жарық жолағындағы кіреберіс қарашықтың сәулеленуі MODTRAN бағдарламалық жасақтамасын пайдаланып модельденді. Бағдарламалық жасақтаманың негізгі кіріс параметрлері және инверттелген кіреберіс қарашықтың спектрлік сәулеленуі 2-кестеде және 1-суретте көрсетілген.
2-кесте. Бағдарламалық жасақтаманың негізгі енгізу параметрлері
1-сурет. Кіреберіс қарашықтың сәулелену инверсиясының нәтижесі
Нәтижелер және деректерді талдау
Кіреберіс қарашығының сәулелену қисығы камераның орталық толқын ұзындығындағы кіреберіс қарашығының сәулелену қисығын қайта іріктеу және 2-суретте көрсетілгендей атмосфералық жұтылу шыңын алып тастау арқылы алынады.
2-сурет. Қайта үлгіленген кіріс қарашықтың сәулелену қисығы
Әрбір диапазон үшін сигнал-шуыл қатынасы (SNR) нәтижелері 3-суретте көрсетілгендей қосымша есептелді. Нәтижелер спектрлік диапазондардағы SNR жалпы таралуы салыстырмалы түрде тегіс екенін, орташа SNR шамамен 42,18 дБ екенін көрсетеді. Көптеген диапазондарда жүйе фотон шуы басым жұмыс күйін көрсетеді; оқу шуы және қараңғы ток шуы жалпы шуға салыстырмалы түрде аз үлес қосады.
3-сурет. Әрбір арна үшін сигнал-шуыл қатынасын есептеу нәтижелері
Кейбір жолақтарда сигнал-шуыл қатынасының аздап төмендеуі байқалды, бұл негізінен спектрлік шеттердегі немесе жұтылу ерекшеліктеріне жақын кіреберіс қарашық сәулеленуінің төмендеуімен байланысты, бұл спектрлік энергия таралуының өзгеруінен туындаған қалыпты физикалық құбылыс. Жалпы алғанда, бейнелеу спектрометрі белгіленген типтік бақылау жағдайларында сигнал-шуыл қатынасының жақсы өнімділігін көрсетеді және көрінетін жарық жолағындағы жердегі нысандарды спектрлік анықтау және сандық инверсиялау үшін қолдану талаптарына сай келе алады.