第三章 遥感传感器作业
第三章遥感传感器
C方向 2012301610010 卢昕
一、名词解释
1.遥感传感器：是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分，是获取遥感数据的关键设备。由收集器，探测器，处理器，输出器组成。
2.探测器：将收集的辐射能转化为化学能或者电能的设备。具体的元器件如感光胶片、光电管等。
3.推扫式成像仪：瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像的成像仪。
4.成像光谱仪：以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器，通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机的结合在一起，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。
5.瞬时视场：传感器成像瞬间形成的单个像元的视场，决定地面分辨率。
6.MSS：Multispectral Scanner 多光谱扫描仪。成像板上排列有24+2个玻璃纤维单元，按波段排列成四列，每列有6个纤维单元，每个探测器的视场为86μrad，每个像元的地面分辨率为79mx79m，扫描一次每个波段获得6条扫描线图像，其地面范围474m*185km。
7.TM ：是相对MSS的改进，其中增加了一个扫描改正器，使扫描行垂直于飞行轨道，并使往返双向都对地面扫描。一个高级的多波段扫描仪共有探测器100个，分7个波段，一次扫描成像为地面的480m*185km。
8.HRV :是一种线阵列推扫式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在CCD线阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的CCD元件作探测器，在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，以“推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。
9.SAR :合成孔径雷达,是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。
10.INSAR:相干雷达。是利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（或两幅以上）的单视复数影像来形成干涉，进而得到该地区的三维地表信息。
https://www.360docs.net/doc/f08463613.html,D :电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号。12.真实孔径侧视雷达:真实孔径侧视雷达的天线装在飞机的侧面，发射机向侧向面内发射一束窄脉冲，地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接受。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射特性的图像线，记录在胶片上。飞机向前飞行时对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强度表示的条带图像。
13.全景畸变:由于地面分辨率随扫描角发生变化，而使红外扫描影像产生畸变，这种畸变通常称为全景畸变，也就是整幅图像都发生了畸变。
14.合成孔径侧视雷达:是用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动，在移动中选择若干个位置，在每个位置上发射一个信号接受相应发射位置的回波信号储存记录下来。存储时必须同时保存接受信号的幅度和相位。当辐射单元移动一段距离后存储的信号和实际天线阵列诸单元所接受的信号非常相似。
15.距离分辨率:是在脉冲发射的方向上能分辨两个目标的最小距离，它与脉冲宽度有关。
16.方位分辨率:是在雷达飞行方向上能分辨两个目标的最小距离，它与波瓣角有关。
17.多中心投影:用以表示具有多个投影中心的遥感图像的几何特性的一种投影方式。
18.斜距投影 :侧视雷达图像在垂直飞行方向的像点位置是以飞机的目标的斜距来确定的，这种投影方式称为斜距投影.
二、简答题
1. 目前遥感中使用的传感器可分为哪几种？遥感传感器包括哪几部分？
答：1)目前遥感中使用的传感器可分为2种：
a.扫描成像类传感器：包括红外扫描仪、MSS 多光谱扫描仪、TM 专题制图仪、ETM+增强型专题制图仪、HRV 线阵列推扫式扫描仪、成像光谱仪；
b.雷达成像仪：包括真实孔径雷达、SAR、以及 INSAR 等。
2）遥感传感器分为收集器、探测器、处理器和输出器四部分。
2.实现扫描线衔接应满足的条件是什么？
答：假定旋转棱镜扫描一次的时间为t，一个探测器的地面分辨率为a，若要实现扫描线衔接，即既不重叠又没有空隙，则飞机的地速满足 W=a/t ，其中a=βH，则W/H=β/t,传感器的瞬时视场β和扫描周期t都为常数，只要保证卫星飞行速度和航高之比为一个常数，就能使扫描线正确衔接不出现条纹图像。
3.叙述侧视雷达图像的影像特征。
答：1）垂直飞行方向的比例尺由小变大；
2）造成山体前倾，朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长，与中心投影相反，还会出现不同地物点重影现象。
3）高差产生的投影差亦与中心投影影像投影差位移的方向相反，位移量也不相同；
4）雷达立体图像的构像特点。从不同摄站对同一地区获取的雷达图像能构成立体影像。同侧立体像对形成的是反立体图像。
4.物面扫描的成像仪为何会产生全景畸变？
答：因为扫描仪的像距保持不变，总在焦面上，而物距随着扫描角会发生变化，这样就导致一个像元对应于地面地物的实际距离发生变化，即地面分辨率发生变化，产生全景畸变。
5.SPOT 卫星上的 HRV推扫式扫描仪、TM专题制图仪、MSS多光谱扫描仪有何不同？
答：HRV 推扫式扫描仪是对像面扫描的成像仪，其上有CCD线阵列元件，可一次得到垂直于航线的一条图像线，无需摆动扫描镜，是以推扫的方式获取沿轨道的连续图像条带；MSS 和 TM 都是对物面扫描的成像仪，MSS扫描仪上每个波段有6个相同大小的探测单元同时通过扫描的方式成像。TM 是对MSS的改进，增加了一个扫描改正器，它使扫描行垂直于飞行轨道（MSS扫描不垂直于飞行轨道），另外使往返双向都对地面扫描。TM 比MSS具有更高的空间分辨率和更好的频谱选择性和几何保真度，具有更高的辐射准确度和分辨率。
6. 侧视雷达影像的分辨力、比例尺、投影性质和投影差与中心投影航空或航天像片影像有何不同？
答：侧视雷达影像的分辨率分为距离分辨率和方位分辨率两种，分别是在脉冲发射方向上和雷达飞行方向上能分辨的最小距离，而中心投影航空像片影像就只有一种地面分辨率。
侧视雷达影像在垂直飞行方向的比列尺由小变大，而中心投影比例尺是不发生变化的，整幅图像的比例尺一样。
雷达影像上的山体会前倾，朝向传感器的山坡影像被压缩，背向的山坡被拉伸，这点和中心投影刚好相反，而且雷达影像还会出现重影现象，而中心投影则不会出现，对于同侧获取的雷达影像构成的立体对是一个反立体，中心投影构成的是正立体。
投影差方面侧视雷达因高差产生的投影差正好和中心投影投影差方向相反，位移量也不同，这也是造成雷达影像构成反立体的原因。
三、能力训练题
1、搜索网站资源，至少选择5种高分辨率测绘卫星或者资源卫星，
针对这些卫星的典型应用或者主要特点，下载多种样例影像，并利用
数字图像处理软件，裁剪样本影像，并针对这些样例影像的图像特征
和主要应用，进行分析比较。要求提交电子文档，并发送给助教。
答：1）QuickBird 卫星
特点及应用： QucikBird 最高分辨率可达到 0.61m,可用于制作 1：2000 比例尺的地形图。QucikBird 卫星提供全色，多光谱数据，三波段融合彩色数据，全
色及多光谱捆绑数据，四波段融合彩色数据。QuickBird高分辨率的图像特点为测绘制图提供了史无前例的从国家到城市的准确有效生产地图的机会。其样品影像如下：
（0.6m 多光谱样品图）
（Quickbird 全色波段样品图）
2）WorldView-2 卫星
特点及应用：更灵活的运转，更高容量，更快回访，更精确的拍摄多波段、高
清晰影像，新的彩色波段分析。做为全球仅有的8波段商业卫星，其制作影像地图的细节更加清晰。可广泛应用于大比例尺测图。其样品图像如下：
（0.5m 多光谱样品图）
（0.5m 全色波段）
3）IKONOS 卫星
特点及应用： IKONOS 是可采集 1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。时至今日IKONOS 已采集超过2.5亿平方公里涉及每个大洲的影像，许多影像被中央和地方政府广泛用于国家防御，军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS 的重访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12地面站地传输数据。
IKONOS 卫星的成功发射不仅实现了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷,更经济获得最新基础地理信息的途径，更是创立了崭新的商业化卫星影像的标准。其样品图像为：
（1m多光谱图像）
（Ikonos 全色波段影像）
4）GeoEye-1 卫星
特点及应用：真正的半米卫星，全色分辨率达到 0.41m,多光谱分辨率 1.65m,定位精度达到3m,有大规模测图能力，重访周期短，制图精度高，最大成图比例达到 1：2000。其样品图像为：
（0.5m 多光谱样品影像）
(Geoeye-1 多种图像及其对比，以伦敦碗的形成为例)
5）Alos 卫星
特点及应用：Alos卫星是日本发射的对地观测卫星，有三个星载传感器，全色遥感立体测绘仪（PRISM），主要用于数字高程测绘；先进的可见光与近红外辐射计-2（AVNIR-2）, 用于精确陆地观测；相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR），用于全天候对地观测。其样品影像为：
（2.5m 多光谱样品影像）
（10m 多光谱影像样品）
（2.5m 全色影像样品）
对比与分析：根据所选的卫星及影像特点来看，很明显全色波段的影像在细节方面较多光谱影像更为突出。多光谱影像的颜色表达更为直观。从图像的分辨率来看，上述几颗卫星都具有相当高的分辨率，但从图像的细致程度来看，Geoeye 的0.41m分辨率显然最为突出，而Worldview的8波段多光谱图像在色彩融合方面最有优势。
传感器·作业标准答案
第一章 ３.r m ＝2/5０×100%＝4% , 因为 r ｍ=Δx ｍ/ｘ≤a ％*x ｎ/x=5% 所以，合格 5. =１68．4８8mA =0.0８2 ６. =１.5６ σ＝０．1０46 x=x ±3σ=１.56±0.3138 1.24６2<ｘ<１．873８ , 无坏值 9.拟合后:ｙ＝０.49９x+１．０2 =0．04／30×1０0%=0．133% K ＝0.499 第二章 传感器第二章习题参考答案 3. 金属电阻应变片，其灵敏度Ｓ=2.5，R =12０Ω，设工作时其应变为１２０0μe,问ΔR 是多少?若将此应变片与2V 直流电源组成回路,试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少? 解: 无应变时 Ｉ=E/R=2／12０=１６．7mA ∑==+?++=n i i n n x n x x x x 1211 1 1 2222 2 1 -= -+?++= ∑=n v n v v v n i i n σ∑==+?++=n i i n n x n x x x x 121%100 )(M ??±=FS ax L L y γ
有应变时: I＝E/（R+ΔＲ)=２/(120+0.3６)=16.6mA 4应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体,直径D=10０ｍm,材料弹性模量Ｅ＝２05*10^９N／Ｍ^2,用它称5０0KN的物体，若用电阻丝式应变片,应变片的灵敏系数K=2,R=1２０欧姆,问电阻变化多少? 7 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路,试问: （ 1 ）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？ (2）画出相应的电桥电路图。 答： ①如题图所示等截面悬梁臂,在外力F作用下，悬梁臂产生变形,梁的上表面受到拉应变,而 梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，则应变片如题图(b)所示粘贴。 图（a) ? ??? 图（b) ②电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图﹙ｃ﹚所示,R1、R4所受应变方向相同,R2、R3 、R4所受应变方向相反。 所受应变方向相同,但与Ｒ １
第三章-遥感传感器作业
第三章遥感传感器 C方向2012301610010 卢昕 一、名词解释 1.遥感传感器：是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分，是获取遥感数据的关键设备。由收集器，探测器，处理器，输出器组成。 2.探测器：将收集的辐射能转化为化学能或者电能的设备。具体的元器件如感光胶片、光电管等。 3.推扫式成像仪：瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像的成像仪。 4.成像光谱仪：以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器，通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机的结合在一起，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。 5.瞬时视场：传感器成像瞬间形成的单个像元的视场，决定地面分辨率。 6.MSS：Multispectral Scanner 多光谱扫描仪。成像板上排列有24+2个玻璃纤维单元，按波段排列成四列，每列有6个纤维单元，每个探测器的视场为86μrad，每个像元的地面分辨率为79mx79m，扫描一次每个波段获得6条扫描线图像，其地面范围474m*185km。
7.TM ：是相对MSS的改进，其中增加了一个扫描改正器，使扫描行垂直于飞行轨道，并使往返双向都对地面扫描。一个高级的多波段扫描仪共有探测器100个，分7个波段，一次扫描成像为地面的480m*185km。 8.HRV :是一种线阵列推扫式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在CCD线阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的CCD元件作探测器，在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，以“推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。 9.SAR :合成孔径雷达,是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔 径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。 10.INSAR:相干雷达。是利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（或两幅以上）的单视复数影像来形成干涉，进而得到该地区的三维地表信息。 https://www.360docs.net/doc/f08463613.html,D :电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号。12.真实孔径侧视雷达:真实孔径侧视雷达的天线装在飞机的侧面，发射机向侧向面内发射一束窄脉冲，地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接受。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射特性的图像线，记录在胶片上。飞机向前飞行时对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强度表示的条带图像。 13.全景畸变:由于地面分辨率随扫描角发生变化，而使红外扫描影像产生畸变，这种畸变通常称为全景畸变，也就是整幅图像都发生了畸变。
传感器原理与应用作业参考答案
《传感器原理与应用》作业参考答案 作业一 1.传感器有哪些组成部分在检测过程中各起什么作用 答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 2.传感器有哪些分类方法各有哪些传感器 答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。 3.测量误差是如何分类的 答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。 4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用 答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。 5.弹性敏感元件有哪几种基本形式各有什么用途和特点 答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多，在同样的截面积下，轴的直径可加大数倍，这样可提高轴的抗弯能力，但其过载能力相对弱，载荷较大时会产生较明显的桶形形变，使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构，圆环受力后容易变形，所以它的灵敏度较高，多用于测量较小的力，缺点是圆环加工困难，环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点是结构简单，易于加工，输出位移(或应变)大，灵敏度高，所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩和转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片和膜盒、薄壁圆筒和薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移，且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比，其刚度较大，灵敏度较小，但过载能力强，常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏，因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 作业二 1.何谓电阻式传感器它主要分成哪几种 答：电阻式传感器是将被测量转换成电阻值，再经相应测量电路处理后，在显示器记录仪上显示或记
遥感概述考试3第三章
传感器和遥感图像特点 1.传感器的基本概念。（传感器主要由哪些部件组成） 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检 测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形 式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记 录和控制等要求. 组成： 信息收集器探测器处理器输出器 2.摄影类型与扫描类型的传感器的工作原理有什么差异，各自有什么优缺点。 P53摄影型：传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像。数字摄影则通过放置的在焦平面的光敏元件，经光/电转化，以数字信号来记录物体影像。 优点：历史悠久、较为完善、使用广泛、信息量大、分辨率高 缺点：受感光剂限制，感光范围0.29－1.10微米 P67扫描型：依靠探测元件和扫描镜对目标地物艺瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。 对比： 摄影成像扫描成像 波谱范围可见光+近红外可见光+近红外+ 热红外 光谱分辨率相对低相对高 多光谱获取方式多个镜头单镜头，分光 数据记录方式胶片、数字数字 投影方式中心投影多中心投影 3.简述光谱分辨率与空间分辨率的关系，（涉及了三个分辨率的概念：光谱、空间、时间 分辨率，他们之间的关系）。P81 光谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔越小，分辨率越高。 空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。 时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔（重访周期）。4.什么是高光谱遥感？（结合反射光谱曲线来看书） P70概括的，即百度百科 高光谱遥感是高光谱分辨率遥感（Hyperspectral Remote Sensing）的简称。它是在电磁波谱的可见光，近红外，中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术（Lillesand & Kiefer 2000）。其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。 5.成像光谱仪的特点及结构。 A面阵探测器加推扫式扫描仪的成像光谱仪 利用线阵列探测器进行扫描，利用色散元件和面阵探测器完成光谱扫 描，利用线阵列探测器及其沿轨道方向的运动完成空间扫描。 特点： 1空间扫描由固体扫描完成（可见光-近红外，用CCD；短波红外用 汞-镉-碲/CCD混合器件）；
第三章-遥感传感器作业
第三章遥感传感器 C方向２01230１61001０卢昕 一、名词解释 1.遥感传感器:是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术系统的重要组成部分，是获取遥感数据的关键设备。由收集器，探测器，处理器,输出器组成。 2.探测器:将收集的辐射能转化为化学能或者电能的设备。具体的元器件如感光胶片、光电管等。 3.推扫式成像仪：瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像的成像仪。 4.成像光谱仪：以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器,通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机的结合在一起,可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。 ５．瞬时视场：传感器成像瞬间形成的单个像元的视场，决定地面分辨率。6．MSS:Mｕltｉsｐectral Scanner 多光谱扫描仪。成像板上排列有24+2个玻璃纤维单元,按波段排列成四列,每列有６个纤维单元，每个探测器的视场为86μｒad,每个像元的地面分辨率为７9mx79m,扫描一次每个波段获得6条扫描线图像,其地面范围4７4m＊１８５km。 ７.TM ：是相对MSS的改进，其中增加了一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞行轨道,并使往返双向都对地面扫描。一个高级的多波段扫描仪共有探测器１0０个，分７个波段，一次扫描成像为地面的４80m*１85km。 8.ＨRV ：是一种线阵列推扫式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜,将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚焦在CＣＤ线阵列元件上,CCＤ的输出端以一路时序视频信号输出。由于使用线阵列的CCＤ元件作探测器,在瞬间能同时得到垂直航线的一条图像线,不需要用摆动的扫描镜，以“推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带。 ９.SAR ：合成孔径雷达，是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。 10.INSAR:相干雷达。是利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（或两幅以上)的单视复数影像来形成干涉,进而得到该地区的三维地表信息。 １１．CCD ：电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件,受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载,在固体内移动,达到一路时序输出信号。１２.真实孔径侧视雷达：真实孔径侧视雷达的天线装在飞机的侧面,发射机向侧向面内发射一束窄脉冲,地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接受。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射特性的图像线,记录在胶片上。飞机向前飞行时对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强度表示的条带图像。 13.全景畸变：由于地面分辨率随扫描角发生变化,而使红外扫描影像产生畸变，这种畸变通常称为全景畸变,也就是整幅图像都发生了畸变。
《传感器及其应用》第二章习题答案
第2.1章 思考题与习题 1、何为金属的电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？ 答：（1）当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。（2）应变片是利用金属的电阻应变效应，将金属丝绕成栅形，称为敏感栅。并将其粘贴在绝缘基片上制成。把金属丝绕成栅形相当于多段金属丝的串联是为增大应变片电阻，提高灵敏度， 2、什么是应变片的灵敏系数？它与电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？ 答：（1）应变片的灵敏系数是指应变片安装于试件表面，在其轴线方向的单向应力作用下，应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比。 ε R R k /?= （2）实验表明，电阻应变片的灵敏系数恒小于电阻丝的灵敏系数其原因除了粘贴层传递变形失真外，还存在有恒向效应。 3、对于箔式应变片，为什么增加两端各电阻条的截面积便能减小横向灵敏度？ 答：对于箔式应变片，增加两端圆弧部分尺寸较栅丝尺寸大得多（圆弧部分截面积大），其电阻值较小，因而电阻变化量也较小。所以其横向灵敏度便减小。 4、用应变片测量时，为什么必须采用温度补偿措施？ 答：用应变片测量时，由于环境温度变化所引起的电阻变化与试件应变所造成的电阻变化几乎有相同的数量级，从而产生很大的测量误差，所以必须采用温度补偿措施。 5、一应变片的电阻 R=120Ω， k=2.05。用作应变为800μm/m 的传感元件。 ①求△R 和△R/R ；②若电源电压U=3V ，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压U 0。 已知：R=120Ω， k =2.05，ε=800μm/m ； 求：①△R=？，△R/R=？②U=3V 时，U 0=？ 解①： ∵ ε R R k /?= ∴ Ω =??==??=?==?-1968.012080005.21064.180005.2/3 R k R k R R εε 解②：初始时电桥平衡（等臂电桥） ∵ U R R U ???= 410 ∴ mV U R R U 23.131064.14 14130=???=???= - 6、在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变 片R 1和R 2，把这两应变片接入差动电桥（参看图2-9a ）。若钢的泊松系数μ=0.285，应变片的灵敏系数k =2，电桥电源电压U=2V ，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R 1的电阻变化值△R =0.48Ω,试求电桥的输出电压U 0。
传感器作业及答案
霍尔传感器 1．填空题 （1）霍尔传感器是利用霍尔效应来进行测量的。通过该效应可测量电流的变化、磁感应强度的变化和电流、磁感应强度的变化。 （2）霍尔传感器由半导体材料制成，金属和绝缘体不能用作霍尔传感器。 （3）当一块半导体薄片置于磁场中有电流流过时，电子将受到洛伦兹力的作用而发生偏转，在半导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。 2．选择题 （1）常用（ b ）制作霍尔传感器的敏感材料。 a．金属b．半导体c．塑料 （2）下列物理量中可以用霍尔传感器来测量的是（ a ）。 a．位移量b．湿度c．烟雾浓度 （3）霍尔传感器基于（ a ）。 a．霍尔效应b．热电效应c．压电效应d．电磁感应 （4）霍尔电动势与（a,d ）。 a．激励电流成正比b．激励电流成反比 c．磁感应强度成反比d．磁感应强度成正比 3．问答题 （1）什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关? 答：在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应。 霍尔电动势的大小正比于控制电流和磁感应强度。如果流过的电流越大，则电荷量就越多，霍尔电动势越高；如果磁感应强度越强，电子受到的洛仑兹力也越大，电子参与偏转的数量就越多，霍尔电动势也越高。此外，薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。 （2）如图7-15所示，简述液位控制系统的工作原理。 图7-15液位控制系统的工作原理 答：根据图7-15可以看出，储存罐的液体由液体源通过电磁阀向罐内提供，储存罐的液位增加，与之相通的偏管液位也升高，磁铁也随之升高，液位越高，磁铁越靠近霍尔传感器，磁铁作用于霍尔传感器的磁感应强度就越强，霍尔集成电路输出的电压就越大，当储液罐的额液位达到最高液位时，电压将达到设定值，电磁阀关闭，使液体无法流入储液罐。 如果液位没有达到最高位，开关型霍尔集成电路输出的电压无法达到系统所设定的电压值，电磁阀不关闭，液体源继续输送液体，直到达到最高液位为止。
遥感原理与应用答案完整版
第一章电磁波及遥感物理基础 名词解释： 1、电磁波 （变化的电场能够在其周围引起变化的磁场，这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场，并在更远的区域内引起新的变化磁场。） 变化电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。 2、电磁波谱 电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。 3、绝对黑体 对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。 4、辐射温度 如果实际物体的总辐射出射度（包括全部波长）与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等，则黑体的温度称为该物体的辐射温度。 5、大气窗口 电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波段。 6、发射率 实际物体与同温下的黑体在相同条件下的辐射能量之比。 7、热惯量 由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质称为系统的热惯量。（地表温度振幅与热惯量P成反比，P越大的物体，其温度振幅越小；反之，其温度振幅越大。）8、光谱反射率 ρλ=Eρλ/ Eλ(物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。) 9、光谱反射特性曲线 按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。 填空题： 1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数。 3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关
系。 4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数2897.8。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。 5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 0.47 μm 选择题：(单项或多项选择) 1、绝对黑体的（②③） ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。 2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系（②⑥） ①反射率②发射率③物体温度一次方 ④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。 3、大气窗口是指（③） ①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。 4、大气瑞利散射（⑥） ①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系 ③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系 ⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关。 5、大气米氏散射（②） ①与波长的一次方成正比关系②与波长的二次方成反比关系③与 波长无关。 问答题： 1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？它们有哪些不同点， 又有哪些共性？ 电磁波组成：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同点：频率不同（由低到高）。 共性：a、是横波；b、在真空以光速传播；c、满足f*λ=c E=h*f； d、具有波粒二象性。 遥感常用的波段：微波、红外、可见光、紫外。 2、物体辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值 波长是多少？ 有关因素：辐射通量（辐射能量和辐射时间）、辐射面积。 常温下黑体的辐射峰值波长是9.66μm 。 3、叙述植物光谱反射率随波长变化的一般规律。 植物：分三段，可见光波段（0.4～0.76μm）有一个小的反射峰，位
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【最新整理，下载后即可编辑】 第1章概述 1.什么是传感器？ 传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么？ 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。 1.3传感器由哪几部分组成的？ 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类？ （1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些？ （1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？ （1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？
答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？ 答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±? Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？ 传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。 2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些？ 零阶系统常采用灵敏度K，一阶系统常采用时间常数τ、灵敏度K，二阶系统常采用固有频率ω0、阻尼比ζ、灵敏度K来描述。 2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。
遥感原理与应用复习题(Final Version)
遥感原理与应用复习题 一、名词概念 1. 遥感 广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 狭义：是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 2. 传感器 传感器是遥感技术中的核心组成部分，是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置，如光学摄影机、多光谱扫描仪等，是获取遥感信息的关键设备。 3. 遥感平台 遥感平台是转载传感器进行探测的运载工具，如飞机、卫星、飞船等。按其飞行高度不同可分为近地平台、航空平台和航天平台。 4. 地物反射波谱曲线 地物的反射率随入射波长变化的规律称为地物反射波谱，按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率） 5. 地物发射波谱曲线 地物的发射率随波长变化的规律称为地物的发射波谱。按地物发射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物发射波谱曲线。（横坐标为波长值，纵坐标为总发射） 6. 大气窗口 通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。 7. 瑞利散射 当微粒的直径比辐射波长小许多时，也叫分子散射。 8. 遥感平台 遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。 遥感平台按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。 9. TM 即专题测图仪，是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪，采用双向扫描。 10. 空间分辨率 图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬间视场或地面物体能分辨最小单元，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。 11. 时间分辨率 时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。 12. 波谱分辨率 波谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，也称光谱分辨率。间隔愈小，分辨率愈高。 13. 辐射分辨率 指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。 14. 传感器 传感器，也叫敏感器或探测器，是收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器。
遥感平台与传感器
遥感平台与传感器 时间:2010-04-09 21:17来源:未知作者:admin 点击: 109次 遥感是从远离地面的不同工作平台上通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行 探测和监测的综合性技术。常见的遥感平台有：气球、飞机、火箭、人造地球 卫星、宇宙飞船、航天飞机、高塔等 遥感是从远离地面的不同工作平台上通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行 探测和监测的综合性技术。常见的遥感平台有：气球、飞机、火箭、人造地球 卫星、宇宙飞船、航天飞机、高塔等。 遥感平台是指装载遥感器的运载工具，按高度，大体可分为地面平台，空中平 台和太空平台三大类。地面平台包括三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物 的顶部等，主要用于在近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像；空中平台包括在大气层内飞行的各类飞机、飞艇、气球等，其中飞机是最 有用、而且是最常用的空中遥感平台；太空平台包括大气层外的飞行器，如各 种太空飞行器和探火箭。在环境与资源遥感应用中，所用的航天遥感资料主要 来自于人造卫星。在不同高度的遥感平台上，可以获得不同面积，不同分辨率 的遥感图像数据，在遥感应用中，这三类平台可以互为补充、相互配合使用。 表可应用的遥感平台
800m以下遥感平台还有： 常用的传感器： 航空摄影机（航摄仪） 全景摄影机 多光谱摄影机 多光谱扫描仪(Multi Spectral Scanner，MSS) 专题制图仪（Thematic Mapper,TM） 反束光导摄像管（RBV） HRV（High Resolution Visible range instruments）扫描仪合成孔径侧视雷达（Side-Looking Airborne
传感器原理和应用习题课后答案解析-第2章到第8章
《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书 第2章 电阻式传感器 2-1 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。 答：（1）相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 （2）对于金属材料，灵敏系数K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。 对于半导体材料，灵敏系数K0=Ks=(1+2μ)+πE 。前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE>>(1+2μ)，因此K0=Ks=πE 。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。 2-2 从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？ 2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。 答：电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。 补偿办法：1、温度自补偿法 （1）单丝自补偿应变计；(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 （1）双丝半桥式；（2）补偿块法 2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。 答：原因：)(211)(44 433221144332211R R R R R R R R R R R R R R R R U U ?+?+?+?+?-?+?-?=? 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与ΔRi/Ri 呈非线性关系。 措施：(1) 差动电桥补偿法：差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。 (2) 恒流源补偿法：误差主要由于应变电阻ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采用恒流源，可减小误差。 2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求？ 答：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 要求：非线性误差要小（<0.05%~0.1%F.S ），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。
传感器技术第3版课后部分习题解答
光勇 0909111621 物联网1102班《传感器技术》作业 第一章习题一 1-1衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏 离）程度的指标。 2、回差（滞后）—反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出- 输入曲线的不重合程度。 3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变 动时，所得特性曲线间一致程度。各条特性曲线越靠近，重复性越好。 4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 5、分辨力——传感器在规定测量围所能检测出的被测输入量的最小变化量。 6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨 力。 7、稳定性——即传感器在相当长时间仍保持其性能的能力。 8、漂移——在一定时间间隔，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变 化。 9、静态误差（精度）——传感器在满量程任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近） 程度。 1-2计算传感器线性度的方法，差别。 1、理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。 2、端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 3、“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校 准曲线对它的正负偏差相等并且最小。这种方法的拟合精度最高。 4、最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差 平方和最小。 1—4 传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？ 答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 1-5传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？ 答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等； 按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。 1-6 测量误差是如何分类的？ 答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。
信息获取材料—传感器
信息获取材料—传感器 传感器是重要的信息获取材料。传感器的作用相当于人的各种感觉器官，它利用材料所具有的不同的物理、化学和生物效应制成对光、声、磁、电、力、温度、湿度、气体等敏感的器件，它既是信息获取、感知和转换所必需的元件，也是自动控制、遥感技术的关键。它对材料的要求近乎苛刻，必须具有高敏感性、高选择性、工作温度低、稳定性好等特性。敏感材料的种类很多，可分为半导体、陶瓷、有机膜及金属间充化合物等。根据用途的不同可分为光敏、声敏、磁敏、电敏、热敏、湿敏、气敏、力敏传感器等。 光敏传感器指对紫外到红外的光敏感，并将光能量转换成电信号的器件。当光照到两端接上电源的半导体材料时，这些材料（又称光电晶体）将吸收光能而产生电子一空穴对，电子向正极，空穴向负极移动，从而产生光电流。通常，随着入射光的增强，半导体的电阻减小，光电流增大，这种光电流信号可引出进行测量。这就是光敏传感器的工作原理。在光电晶体中，硫化镉对可见光敏感，砷化镓和锗对红外光敏感，而硫化锌对紫外光敏感。因此，根据所需感知的光的波长，可以选用不同的材料来制成光敏传感器。由光敏电阻器制成的光敏传感器在日常生活中应用日趋广泛。例如，能白天自动关灯，晚上自动开灯的路灯控制器、施工警灯；也可制成报警器、防盗器等。 声敏传感器是声波振动所产生的压力在压电导体中与自由载流子（电子或空穴对）相互作用，从而产生压电效应的器件。大部分声敏传感器采用硫化镉、氧化锌等制成。目前也常用压电陶瓷（如锆钛酸铅陶瓷，统称PZT）、压电晶体（石英等）以及新发展起来的压电高聚物（聚偏二氯乙烯等）来感知声的振动。 磁敏传感器是根据半导体的磁电阻率随磁场强度的增强而加大的特性制成的器件。常用材料是在锑化铟中加1%镍而得到的锑化铟与锑化镍的共晶，以及砷化铟等材料。 电敏传感器是利用一种伏安特性为非线性的电阻元件制成的器件。当这种传感器的两端施加的电压增加到某一特定值时，其电阻值就会急剧变小。碳化硅金属氧化物、钛酸钡、硒化镉等材料都具有这种特性。 热敏传感器是利用电阻值对温度极为敏感的电阻元件而制成的器件。例如，用钛酸钡半导体陶瓷加微量稀土元素可制成正温度系数热敏半导体；用多晶金属氧化物半导体或硅、锗、玻璃等半导体材料可制成负温度系数热敏半导体。这种传感器应用广泛，涉及从温度测量（超低温至高温）、温度控制、火灾报警、气象探空、过荷保护一直到空间技术、火箭导弹等军事技术。 湿敏传感器是由感湿层、基片以及感湿层上的两个电极组成的。当吸湿程度变化时会导致电阻率的改变。感湿层以氧化物性能最佳。例如，碱金属氧化物加五氧化二钒加硅粉、三氧化二铬、氧化锡及氧化锑等。 气敏传感器一般是利用半导体表面吸收某种气体分子后发生氧化或还原反应，引起导电性能变化而制成的器件。采用三氧化二铟、氧化锌、二氧化锡、二氧化钛、五氧化二矾等的N型半导体，遇还原性气体时电阻减小，可检出氢、一氧化碳、甲烷等气体；采用氧化亚镍、三氧化二铬、氯化亚铜等的P型气敏半导体，遇氧化性气体时电阻减小，可检出氧、氯、二氧化氮等气体。例如，煤气泄漏及取暖器不完全燃烧时会释放出危险的一氧化碳气体，用二氧化锡、催化剂钯和金电极制成的薄膜型气敏传感器，其厚度仅0.6毫米左右，在室温至100 C时对一氧化碳气体极为敏感。 力敏传感器是根据材料电阻率随外加应力变化而改变的原理制作的器件。压电陶瓷、石英晶体、硅、硒锑合金等都是具有将压力（机械能）转变为电能的功能。利用力敏传感器可测量受力时材料内部的应力分布情况，也可用来测量人体血压、脑压及心音，还可用作地震探头来预报地震等。 专家们认为，在传感器敏感材料的开发中最有发展前途的是陶瓷材料。因为它稳定可靠，
传感器作业答案
第二章 测量误差与数据处理 1、测量数据中包含哪三种误差它们各自的含义是什么 系统误差：对同一被测量进行多次重复测量时（等精度测量），绝对值和符号保持不变，或 在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。 随机误差：对同一被测量进行多次重复测量时（等精度测量），绝对值和符号不可预知的随 机变化，但就误差的总体而言，具有一定的统计规律性的误差称为随机误差。 粗大误差：明显偏离测量结果的误差称为粗大误差，又称疏忽误差。这类误差是由于测量者 疏忽大意或环境条件的突然变化产生的。对于粗大误差，首先应设法判断是否存在，然后将其剔除。 2、对某轴直径d 的尺寸进行了15次测量，测得数据如下（单位mm ）：, , , , , , , ,, , , , ,,。试用格罗布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出测量结果。 解：1）求算术平均值 2）求单次测量值的标准差估计值 3）按格罗布斯准则判别是否存在粗大误差（查书P61 表3－2） 经检查，存在 ， 故剔除120.30mm 。 4）重新求解上述各值，得： ； mm x x i i 404.12015 15 1 == ∑=- ∧ σmm 033.01 )(12 ＝--= ∑=∧ n x x n i i σmm g n g K G 080.0033.041.2)05.0,15(),(00≈?===∧ ∧ σσα)15,...,2,1(=>i K v G i mm x 41.120=- mm 016.0＝∧ σmm g n g K G 038.0016.037.2)05.0,14(),(00≈?===∧ ∧σσα
经检查所有的 ，故无粗大误差。 5）按照马利科夫准则，判断有无系统误差 因n ＝14，故mm v v M i i i i 02.0002.014 8 7 1 =-=-=∑∑==，M 值较小，故可判断测量列中无系统误差。 6）求算术平均值的标准差的估计值 7）P ＝ 时，查t 分布表，v ＝n －1＝14－1＝13，查表得t α＝，最后的测量结果： 3、一台精度等级为，量程范围为600～1200℃的温度传感器，其最大允许绝对误差是多少检验时某点最大绝对误差是3.5 ℃，问此表是否合格 解： 即此传感器的最大允许绝对误差为3℃，检验时某点最大绝对误差是3.5 ℃，大于3 ℃，则此传感器不合格 第三章 信号分析与处理 1.对余弦信号分别推导出傅里叶级数的 1）三角函数展开式的幅频谱和相频谱； 2）复指数展开式并画出其实频谱和虚频谱图以及幅频谱、相频谱。 解： 2）余弦信号的傅里叶级数复指数展开式为 在－w 0处，C nR ＝1/2 C nI =0 在w 0处， C nR ＝1/2 C nI =0 )14,...,2,1(=遥感原理与应用期末复习题
1.广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测 2.狭义遥感：在高空或者外层空间的各种平台上，通过各种传感器获得地面电磁波辐射信息，通过数据的传输和处理揭示地面物体的特征、性质及其变化的综合性探测技术。 3.传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统的核心。传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。 4.遥感平台是装载传感器的运载工具 5.主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。如：雷达。被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。太阳是被动遥感最主要的辐射源多波段遥感：在可见光和红外波段间，再细分成若干窄波段，以此来探测目标。 6.遥感分类：按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等。按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等.按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式（如：雷达辐射计等）按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感 7.遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。 1.电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播。 2.电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。 3.电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。 4.地球辐射的分段特性：一、内容：1、0.3~2.5μm（可见光与近红外）：地表以反射太阳辐射为主，地球自身热辐射可忽略不计。2、2.5~6μm（中红外）：地表以反射太阳辐射、地球自身热辐射均为被动RS辐射源。3、 6μm以上（远红外）：以地球自身热辐射为主，地表以反射太阳辐射可忽略不计。二、意义：1、可见光和近红外RS影像上的信息来自地物反射特性。2、中红外波段遥感影像上信息既有地表反射太阳辐射的信息，也有地球自身热辐射信息。3、热红外波段遥感影像上的信息来自地物本身的辐射特性。 5.绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。绝对黑体则是吸收率≡1，反射率≡0，与物体的温度和电磁波波长无关。 6.黑体辐射规律：普5.图2.11太阳辐照度分布曲线分析：太阳光谱相当于5800 K的黑体辐射；据高分辨率光谱仪观察，太阳光谱连续的光谱线的明亮背景上有许多离散的明暗线，称为弗朗和费吸收线，据此可以探测太阳光球中的元素及其在太阳大气中的比例；太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38 ～0.76 μm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47 μm左右；到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 ～ 3.0 μm波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外。这一波段区间能量集中，且相对稳定，是被动遥感主要的辐射源；经过大气层的太阳辐射有很大的衰减，衰减最大的区间便是大气分子吸收最强的波段；各波段的衰减是不均衡的。 6.大气散射：太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，传播方向改变，并向各个方向散开； 7.瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。(大气中的原子和分子，氮、氧、二氧化碳等分子)。特点：散射率与波长的四次方成反比，波长越长，散射越弱；影响：瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以不计。 问题：多波段遥感中一般不使用蓝紫光的原因？无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？蓝紫光波长短，散射强度较大，红光，红外，微波波长较长，散射强度弱。 8.米氏散射：当微粒的直径与辐射光的波长差不多时（即d≈λ）称为米氏散射（烟、尘埃、水滴及气溶胶等）。为何红外遥感探测时要避免使用云雾天气所成的影像？云雾的粒子大小和红外线的波长接近，所以云雾对红外线的散射主要是米氏散射，红外遥感不可穿云透雾 9.无选择性散射：当微粒的直径比波长大得多时（即 d＞λ）所发生的散射称为无选择性散射。为何云雾呈白色？空气中存在较多的尘埃或雾粒，一定范围的长短波都被同样的散射，使天空呈灰白色的。 问题：1、太阳光为何是可见的？2、蓝色火焰为何比红色火焰高？6、微波为何能穿云透雾？ 10.大气窗口：通常将这些吸收率和散射率都很小，而透射率高的电磁辐射波段称为大气窗口。 11.典型地物的反射波谱曲线分析：（1）植被反射波谱曲线：规律性明显而独特。可见光波段（0.38～0.76μm）有一个小的反射峰，两侧有两个吸收带。这是因为叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。在近红外波段