Распознавание и прогнозирование лесных пожаров на базе ГИС-технологий
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
?ый, внутренне генерируемый шум детектора сделать существенно ниже действительной радиационной температуры сигнала. В ближней и средней ИК областях спектра обычно нет необходимости охлаждать детекторы до температуры ниже температуры окружающей Среды, поскольку наблюдаемая радиационная температура Солнца, которое является источником отраженной энергии, преобладающей в этой части спектра, гораздо выше температуры самого детектора.
Однако в дальней области спектра действительная радиационная температура объекта примерно равна температуре окружающей Среды и шумовой температуре детектора, поэтому детектор необходимо охлаждать до температуры значительно более низкой, чем окружающая Среда. В качестве охладителя часто используют жидкий азот, поскольку он более доступен. Охлажденные жидким азотом детекторы работают приблизительно при температуре 77 К.
Исходя из вышеизложенного, для аппаратуры, представленной в данной дипломной работе выбираем следующие два типа детекторов излучения: германий, легированный ртутью и германий, легированный золотом.
Германий, легированный ртутью Ge (Hg)
Основные характеристики приемника:
Используемый эффект - фотопроводимость р-типа;
Температура, К - 35;
max, мкм -11;
Частота модуляции, Гц - 800 (60о);
Д* (500 К, d), см х Гц1/2Вт-1 (черное тело) - 7 х 103;
Д* max ( , d), см х Гц1/2Вт-1 - 3 х 1010;
Постоянная времени , мксек - <0,1;
Преобладающий шум токовый;
Оптимальная частота модуляции, Гц - 1500.
Ge(Hg) - наилучший детектор для работы приемника ИК излучения в окне прозрачности атмосферы 8-14 мкм. Материал получают, выращивая кристаллы Ge в атмосфере, содержащей пары ртути.
Фотопроводимость р-типа обусловлена переходами между валентной зоной и уровнем, отстоящим на 0,077 эв от её верхнего края. Порог спектральной чувствительности - около 13,9 мкм. Приемник требует охлаждения до Т=35 К, при Т=40 К Обнаружительная способность уменьшается вдвое. В качестве хладагентов можно пользоваться жидким гелием, водородом или неоном. Сопротивление приемника при 30 К равно около 50 кОм, постоянная времени лежит в пределах от 0,1 до 1 мк.сек.
Германий, легированный золотом Ge (Au).
Основные характеристики приемника:
Используемый эффект - фотопроводимость р-типа;
Температура, К-65; mах=4,7 мкм;
Д*(500К,d), см х Гц1/2 х Вт-1 (черное тело) - 1,7 х 1010;
Д*mах( ,d), см х Гц1/2 х Вт-1 - 4 х 1010;
Оптимальная частота модуляции, Гц - >40;
Постоянная времени , мксек - <1;
Преобладающий шум - токовый и генерационно-рекомбинационный.
Ge(Au) - наилучший детектор для работы приемника ИК излучения в окне прозрачности 3,5-5 мкм. При введении в Ge(Au) - возникают 3 акцепторных и 1 допорный уровень.
3.4. Многоспектральный построчно-прямолинейный сканер.
Многоспектральный построчно-прямолинейный сканер дает изображение последовательно. Работу много спектрального сканера описывает блок-схема, представленная ниже.
рис. 3.4.1. Блок-схема много спектрального построчно-прямолинейного сканера.
Объект сканируется растровым образом (строка за единицу времени). Система получения информации методом сканирования сложна и состоит их 4-х основных звеньев: оптической системы и устройств приема, обработки и выдачи информации.
Функциональная схема работы двухспектрального сканера представлена на рис. 3. .2.
Излучение проходит через собирательную систему, создающую мгновенное поле зрения (МПЗ). Оптическая система представляет собой сканирующее устройство, генерирующее на фотоумножителе сигнал, пропорциональный яркости сканирующего элемента. Общее поле зрения местности создается вращающимся клинообразным зеркалом, при этом сканирование в одном направлении осуществляется за счет движения самолета или спутника вперед, а в другом направлении за счет вращения или колебания призмы или зеркала (или вращения ИСЗ вокруг своей оси). Колебательное перемещение зеркала в сочетании с движением самолета или спутника обеспечивает непрерывный охват определенной полосы местности, размер которой зависит от применяемой аппаратуры и высоты полета.
Движение элемента, точно тАЬнацеливаеттАЭ сканер на различные точки поверхности объекта. Затем приходящее излучение проходит через собирающую оптическую систему сканера, которая фокусирует поток излучения на дисперсирующую оптическую систему и детекторы. С помощью дисперсирующих призм, дифракционных решеток и фильтров, излучение разлагается на спектральные составляющие. Набор детекторов улавливает дисперсированное излучение. Приемники излучения в пространстве расположены так, чтобы составляющие их детекторы могли улавливать тот диапазон длин волн, к которому они чувствительны.
Сигналы, идущие с каждого детектора, усиливаются и обрабатываются (проходя через фильтры и оцифровываются), далее записываются на борту ИСЗ или посредством радиоканала или телеметрии передаются сразу на пункт приема и обработки аэрокосмической информации. Также записывается или передается информация, касающаяся источников калибровки, они также сканируются между собой видами калибровочных источников, точностью ориентации и слежения, а также методами регистрации получаемой информации. Результат регистрации излучения при ИК съемке методом оптико-механического сканирования, представляет собой матрицу многомерных векторов. Каждый вектор такой матрицы отображае