刘丽莹
- 作品数：14 被引量：60H指数：5
- 供职机构：长春理工大学更多>>
- 发文基金：公益性行业(气象)科研专项国家教育部博士点基金吉林省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信电气工程更多>>
- 太阳光谱辐射计的信号传递与性能表征模型研究被引量：1
- 2018年
- 太阳光谱辐射计作为一种专用光谱辐射测量仪器,对于其宽谱段和大动态范围的测量特点,准确完整地表征分光性能是十分重要的。研究内容旨在为太阳光谱辐射计的研制与验证提供明确的理论依据和测试方法,给出清晰而准确的机理模型和指标模型对光谱仪器系统的设计和评估提供指导。因此,重点阐述了光谱仪器系统的信号传递模型到性能指标模型的推导和建立过程。线谱扩展函数这种串联卷积模型能够综合反映仪器的各个元件对系统的影响,而且很容易通过窄带线谱光源测试而得到,并且线谱扩展函数矩阵能够清晰完整地给出光谱仪器的分光性能细节特性。而在线谱扩展函数的基础上再进一步提取关键几何特征,通过简单的算法定义即可得到半高全宽(FWHM),带外抑制和带外辐射这三项示性函数指标,可以很好地对分光系统的性能进行定量表征,是十分有效的光谱仪器系统性能评估的指标模型。
- 刘丽莹郑峰张国玉徐毅刚杨礼艳吕文华边泽强崇伟李野
- 关键词：信号传递模型
- 小型CCD光谱仪波长定标精度控制与影响分析被引量：6
- 2019年
- 在光谱仪硬件性能基础上,波长定标是进一步引入误差的关键环节。若在定标方程系数固化过程中引入误差水平等同于像素采样误差,则在实际应用中波长测量误差就是在像素采样和波长定标方程计算环节上叠加引入2次误差,将造成测量误差的成倍扩大。以自主研制的小型光谱仪为基础,旨在通过数据分析研究波长定标环节中的影响因素,进而给出避免扩大误差的有效方法。所用的光谱仪在100μm狭缝下半峰全宽(FHWM)约为5nm,像素波长间隔约为0.45nm,硬件系统的波长误差理论上为半像素波长间隔0.225nm。重点分析了测量噪声和峰位判定算法对定标精度的影响,并提出采用多次测量均值降噪结合高斯拟合峰位判定法来提高定标精度。与传统的直接极值法相比(定标方程均采用5次多项式),定标方程拟合残差的2倍标准差约为0.1nm,传统直接极值峰位判定法下,定标方程拟合残差的2倍标准差为0.37nm。通过研究,波长定标过程中的3个误差控制关键环节分别是测量噪声控制、峰位判定算法及最小二乘平差。通过选择适当的算法参数值,将波长定标拟合残差的标准差控制在约1/10pixel波长间隔水平,充分体现了高斯拟合峰位判定算法的多像素统计优势。
- 刘丽莹李野郑峰张国玉徐毅刚
- 关键词：光谱仪波长定标噪声不确定度
- CCD光谱辐射计的非线性特性建模与校正被引量：1
- 2019年
- 采用自主研制的CCD光谱辐射计,对CCD探测器的积分时间和光强灰阶2个关键参数的非线性参数依赖特性进行实验与建模,给出CCD的微分非线性量化表征函数,并以此为基础实现CCD在多级尺度下自动积分时间调整测量的非线性修正.以激光作为输入光源进行双参数调节响应特性测试,并对CCD光电转换非线性特性进行分析.根据数据集曲线族的结构特征重构数据表征空间,在新的表征坐标下进行CCD的参数依赖非线性变化关系的拟合建模.结果表明,在多级尺度范围内,该模型能够通过2个参量描述CCD光谱辐射计产生的非线性偏差变化的精确函数关系,即实现了相关双参数在CCD光电转换过程中产生非线性偏差现象的精准量化表征.采用该模型进行非线性校正后与监测功率计进行比较,发现该模型能够有效地将非线性偏差降低至±2%以内.
- 刘丽莹李野郑峰张国玉徐毅刚杨礼艳
- 关键词：非线性积分时间
- 微型光纤光谱仪摄谱结构研究
- ＜正＞近年来,由于光纤技术、光栅技术及阵列探测器技术的发展和成熟,使得光谱仪形成了光源、摄谱单元及采样单元相分离的结构形式,整个系统结构变得更加灵活。同传统光谱技术相比,这种高技术密度结构直接决定了其具有新的应用对象与技...
- 蔡红星肖亚飞刘丽莹郑峰张喜和
- 文献传递
- 基于中温黑体的近红外光纤光谱仪辐射定标的方法研究被引量：3
- 2015年
- 中温黑体是红外谱段常用的高精度辐射标尺设备,而近红外是处于其有效辐射范围边缘的谱段,所以该谱段的定标研究相对较少。研究了基于中温黑体的近红外光纤光谱仪辐射定标方法,主旨是探讨定标精度如何受定标模型的结构参数选择的影响,进而为近红外光谱辐射计量溯源提供技术参考。采用50~1 050℃的可调中温黑体对近红外光纤光谱仪（950~1 700nm）进行辐射定标。针对定标的关键环节重点讨论了两个内容,首先是辐射传输模型的几何因子匹配问题,比较分析了传统的双圆盘辐射传输模型和光纤直接耦合模型。对于光纤光谱仪的辐射定标来讲,采用光纤直接耦合形式的辐射传输模型,结构上更简单,耦合效率更高。其次重点分析了辐射定标中模型的结构参数对定标精度的影响,其影响的原因是定标数据本身属性中的尺度结构特征,即通常所说的非线性问题。因此对于定标精度要求较高时,需要采用非线性定标模型进行校正,并尽可能保证测试点采样的尺度均衡,这是小样本数据解释非线性结构关系时无法回避的样本选择问题。数据分析结果表明,定标方程的不同结构参数的选择策略对定标精度有显著影响,校正方程的样本残差标准差带变化范围为±0.1%~±1%。
- 郑峰刘丽莹刘小溪李野石晓光张国玉宦克为
- 关键词：近红外辐射传输模型
- 精密光谱辐射计的定标与特性表征
- 光谱辐射计作为一个高数据维和多参数维的精密光电仪器系统，仪器精度的评估与优化需要建立在高通量数据统计与矩阵数据分析的基础上。仪器系统中各种微分模型的降维和积分模型的升维需要测试分析并进行反复迭代运算，导致系统量化表征模型...
- 刘丽莹
- 基于自加权变量组合集群分析法的近红外光谱变量选择方法研究被引量：14
- 2018年
- 变量选择技术是光谱建模的重要环节。本研究提出了一种新的变量选择方法——自加权变量组合集群分析法(AWVCPA),首先通过二进制矩阵采样法(BMS)对变量空间进行采样;其次通过对变量出现频率(Fre)和偏最小二乘回归系数(Reg)两种信息向量(IVs)做加权处理,得到了每个光谱变量的贡献值,进而考虑到了Fre和Reg两类IVs对于光谱建模的影响;最后通过指数衰减函数(EDF)删除贡献小的波长点,进而实现特征变量选取。以啤酒和玉米两组近红外光谱数据为例,基于偏最小二乘法(PLS)建立啤酒中酵母浓度预测模型和玉米中油浓度预测模型,对比其它变量选择方法。研究表明,在相同条件下,基于AWVCPA变量选择方法建立的预测模型都取得了最优的预测精度,对啤酒中酵母浓度的预测,相比全光谱PLS模型,RMSEP由0.5348下降到0.1457,预测精度提高了72.7%;对玉米含油量的预测,相比全光谱PLS模型,预测均方根误差(RMSEP)由0.0702下降到了0.0248,预测精度提高了64.7%。
- 赵环宦克为石晓光郑峰刘丽莹刘微赵春英
- 关键词：近红外光谱化学计量学
- 近红外漫射光谱采集结构中的样品厚度优化研究
- 本文首先提出直接对天然产品测试是近红外光谱技术的优点，同样也是难点，在保持原物状态前提下准确地得到光谱数据是对近红外光谱技术的一项挑战。然后说明了在漫射光谱采集过程中各种因素对漫反射光谱采集都有重要影响，因此，精巧合理的...
- 郑峰宦克为于素平刘丽莹石晓光
- 关键词：结构参数
- 激光驾束制导系统编码调制技术的研究被引量：7
- 2006年
- 基于空间调频编码的原理,阐述了激光驾束制导武器系统的工作原理,研究了实现该系统的编码方式和调制技术。建立了偏离误差的数学模型,设计了一种新的调制盘的工作图案,该图案是相错90°的两条码道,每条码道是刻有一定规律的明暗相间的三排光栅图案组成。能以二维的坐标给出导弹的方位信息,且可线性地给出导弹偏离光轴中心的脱靶量。该调制编码设计已经过了室内及2公里的野外实验,实验结果表明:对导弹脱靶量的测量是可行的,各参数设计能满足制导精度要求,效果良好。
- 钱义先程晓薇张剑家刘丽莹郑峰
- 关键词：图案设计调频激光驾束制导
- 基于精密太阳光谱辐射计的气象辐射观测被引量：5
- 2018年
- 目前,气象业务观测普遍采用的积分型太阳辐射观测仪器存在观测数据信息量少、数据差异大的观测瓶颈,已无法满足目前众多应用科学研究领域对太阳光谱辐射精细化观测的需求,具有高光谱分辨率的精密光谱辐射计的仪器研制及观测方法与技术已成为太阳辐射观测的前沿科技问题。在此背景下,为解决气象领域太阳辐射的精细化观测问题,开展了深入的科学研究与技术开发工作。重点阐述了仪器开发成果和数据观测分析方法,首先介绍了开发研制的用于地基太阳光谱辐照度观测的光谱辐射计系统。光谱辐射计的分光系统采用了平场凹面光栅结构,具有低杂散光、高收光效率和高可靠性的特点,尤其适用于长期无人值守的户外观测。系统所采用的平场凹面光栅的像差校正特性对于300～1 100 nm这种宽谱段的应用来讲更为合适,在整个谱段范围内光谱分辨率变化很小,不同波长通道的带宽基本一致,使用25μm狭缝时光谱分辨率(FWHM)约为2 nm,像素采样间隔小于0. 5 nm。对于太阳辐射观测来讲,这是一种谱段范围和分辨率都与需求十分匹配的专用光谱辐照度观测仪器。其次,在观测数据的基础上,阐述和分析了气象等领域的光谱应用观测方法。太阳辐射照度分布的能量通过不同参数化模型约束的接收系统收集,将太阳光谱辐射在半球天穹中的变化及分布进行约束并划分为水平总辐照度(GHI),法向直接辐照度(DNI)和水平散射辐照度(DHI)三种光谱辐照度辐射分量,阐述了基于GHI,DNI和DHI三种观测形式下的数据特征与用途。其中,GHI是地表实际辐照度水平,适用于太阳能资源评估; DHI反映大气和云态; DNI作为直接透射形式,可用于计算日照时数和分析大气参量。并且,进一步分析了观测形式、光谱特征与地理(经度、纬度、海拔高度、大气质量)及气象参数(云量、大气吸收)之间�
- 刘丽莹郑峰张国玉徐毅刚杨礼艳吕文华边泽强崇伟李野
- 关键词：光谱辐射计
