Método de Reconstrucción Espectral para Interferogramas de Heterodino Espacial Específicos Basado en Redes Neuronales Profundas
Autores: Luo, Wei; Ye, Song; Zhang, Ziyang; Xiong, Wei; Li, Dacheng; Wu, Jun; Wang, Xinqiang; Li, Shu; Wang, Fangyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Resolución espectral
Espectrómetro de heterodinaje espacial
Reconstrucción espectral
Red neuronal profunda
Interferogramas
Espectroscopía de heterodinaje espacial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El espectrómetro de heterodino espacial es un espectrómetro interferométrico diseñado específicamente para objetivos de detección particulares, capaz de lograr una resolución espectral ultra alta dentro de un rango espectral designado. A medida que la demanda de precisión en la detección de señales continúa aumentando, la extracción de espectros de objetivos precisos de interferogramas de heterodino espacial se ha vuelto cada vez más importante. Este artículo aplica una red neuronal profunda a la reconstrucción espectral de interferogramas de heterodino espacial específicos. El modelo de reconstrucción espectral, SRDNN, fue entrenado utilizando datos de CO simulados por el modelo de transferencia radiativa SCIATRAN y los principios de la espectroscopía de heterodino espacial. Los resultados indican que SRDNN tiene un excelente rendimiento en la reconstrucción espectral de CO, con un índice de evaluación de 0.9943 y un de 0.00021. La diferencia promedio entre los espectros reconstruidos y los espectros objetivo es solo del 0.371%. Además, el método fue validado aún más utilizando datos experimentales obtenidos de un espectrómetro de heterodino espacial. Los notables resultados de reconstrucción espectral y los excelentes indicadores de evaluación demostraron una vez más la universalidad y efectividad del método. Finalmente, se estudió la robustez del método utilizando datos experimentales ruidosos. Los resultados demuestran que el método puede reconstruir espectros con precisión a partir de interferogramas con un ligero ruido sin requerir procesamiento adicional, simplificando el proceso de reconstrucción espectral. Este trabajo se espera que proporcione métodos novedosos y soluciones efectivas para la reconstrucción espectral de objetivos específicos detectados por espectrómetros de heterodino espacial.
Descripción
El espectrómetro de heterodino espacial es un espectrómetro interferométrico diseñado específicamente para objetivos de detección particulares, capaz de lograr una resolución espectral ultra alta dentro de un rango espectral designado. A medida que la demanda de precisión en la detección de señales continúa aumentando, la extracción de espectros de objetivos precisos de interferogramas de heterodino espacial se ha vuelto cada vez más importante. Este artículo aplica una red neuronal profunda a la reconstrucción espectral de interferogramas de heterodino espacial específicos. El modelo de reconstrucción espectral, SRDNN, fue entrenado utilizando datos de CO simulados por el modelo de transferencia radiativa SCIATRAN y los principios de la espectroscopía de heterodino espacial. Los resultados indican que SRDNN tiene un excelente rendimiento en la reconstrucción espectral de CO, con un índice de evaluación de 0.9943 y un de 0.00021. La diferencia promedio entre los espectros reconstruidos y los espectros objetivo es solo del 0.371%. Además, el método fue validado aún más utilizando datos experimentales obtenidos de un espectrómetro de heterodino espacial. Los notables resultados de reconstrucción espectral y los excelentes indicadores de evaluación demostraron una vez más la universalidad y efectividad del método. Finalmente, se estudió la robustez del método utilizando datos experimentales ruidosos. Los resultados demuestran que el método puede reconstruir espectros con precisión a partir de interferogramas con un ligero ruido sin requerir procesamiento adicional, simplificando el proceso de reconstrucción espectral. Este trabajo se espera que proporcione métodos novedosos y soluciones efectivas para la reconstrucción espectral de objetivos específicos detectados por espectrómetros de heterodino espacial.