天空成像仪原理
天空成像仪主要的部件有：照相机、带有加热装置的半球镜面、镜面上方的遮光带以及下方的电子设备系统。该仪器可以在白天自动进行全天空云量的持续监测，其工作原理是：通过仪器上方的照相机垂直向下拍摄带有加热装置的半球镜面，得到当时天空所呈现的图像，并将拍摄得到的图像自动存储到计算机上进行云量计算和处理。
天空成像仪的结构
大气、云粒子对可见光具有不同的散射原理：大气分子对可见光的散射与λ4成反比，如果天空为晴空，对蓝光波段的散射远远大于对红光波段的散射，因此晴空呈现蓝色；而云粒子对可见光的散射，在不同的波段散射的程度是相当的，因此云体呈现白色。根据不同的散射原理，可以从图像信息值（RGB值）中区分云与蓝天。自然界中的可见光都是按照一定的比例混合而得到，任意一种颜色都可以用红（R）、绿（G）、蓝（B）三色混合而成，图像中的每个像素点均含有RGB三个亮度值，而RGB值在一定程度上反映了红（中心波段为650nm）、绿（中心波段为570nm）、蓝（中心波段为450nm）这三个波段的辐射强度。因此，首先提取图像中的信息值（RGB值），计算每个像素点的红蓝比值（定义为：R/B），然后设定合理的阈值来判别像元点是否为云点，这种方法被称为阈值识别法。
天空成像仪技术
（1）可以自动进行全天空云量的持续性观测，时空分辨率较高，得到的云量计算结果较人工目测、探测的结果更；（2）采集全天24小时可见光彩像，当日观测拍摄结束生成当日所有图像的动画视频。（3）设备采用高精度的太阳自动跟踪系统，防止太阳直射入射光破坏成像器。（4）设备采用防雨和监控装置，可以在户外工作。（5）设备的小采集频率是3秒/幅图片。（6）设备软件有云检测、云量和能见度数据的估算和处理。（7）环境密封，长寿命工作。
什么是便携式云高仪
云作为天气和大气状况的重要表现形式,其研究意义尤为重要。云高仪是测量云层高度及反映其状态的重要工具。目前,云高仪的设计绝大多数是参照雷达技术,由雷达技术所设计的云高仪,其机械和电路的组成结构极其复杂,而且价格昂贵。本文针对以上情况,根据脉冲法测量原理,采用小功率器和PIN探测器设计了一种基于FPGA的高速信号采集处理系统,构建便携式云高仪系统。本文设计的便携式云高仪系统由905nm功率发射高频单脉冲,经云层反射后由PIN探测器获取该后向反射信号
以上信息由专业从事天空成像仪设备的五洲驭新于2024/5/19 11:08:18发布
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