Изменение наружного освещения в зависимости от высоты Солнца и светового загрязнения — все это в одном солнечном уличном фонаре по выгодной цене.

Интенсивность и спектральный состав окружающего света изменяются в течение 24 часов в сутки.
Доступное распределение мощности солнечного спектра невелико.
Многомерные модели, такие как CIE (
Международный комитет Клары)
Солнечная модель, но производительность этой модели...
Дневная система не имеет никаких характеристик.
Мы измерили спектральную интенсивность нисходящего потока в течение нескольких дней в двух регионах Северной Америки (сельская местность).
Национальный парк Черри-Спрингс, Пенсильвания)
Минимальное количество источников искусственного освещения и расположение в городе (
Филадельфия, штат Пенсильвания).
Мы описываем вариации спектров, интенсивности и цвета, а также расширяем существующую модель CIE для дневного света, чтобы учитывать компоненты низкой освещенности и спектры ночного неба.
Мы провели измерения, которые определяются как количество света, собранного со всей полусферы измеряемой поверхности.
Свет, достигающий детектора, имеет наибольший вес в направлении поверхности.
Световой поток интегрируется в соответствии с косинусом угла падения света.
Измерения спектра излучения при наземном всплеске в северной Пенсильвании проводились при минимальном световом загрязнении.
Национальный парк Черри-Спрингс, Пенсильвания)
Различия в лунном цикле между июнем и июлем 2014 года.
В ночь с 30 июня на 4 июля измерения проводились при новолунии.
Измерения в полнолуние проводились 11 и 12 июля.
Наконец, в период с 18 по 20 июля было зафиксировано 60% и 49% освещенности Луны.
В том же месяце мы также собрали спектры с крыши четырехэтажного здания в условиях городского светового загрязнения.
Высотные здания в непосредственной близости от центра Филадельфии, штат Пенсильвания.
В данной статье обобщены данные и диапазоны высоты Солнца, высоты Луны и облученной части Луны.
Измерения спектра излучения при освещении сверху вниз проводятся каждые 60 секунд.
Для охвата динамического диапазона освещения время интегрирования спектрального радиометра регулируется таким образом, чтобы максимальная мощность всех длин волн не превышала примерно 85% от максимально допустимой интенсивности, измеренной прибором, во избежание насыщения спектральных измерений при быстро меняющихся условиях освещения.
Эти параметры были изменены экспериментатором вручную.
Поскольку чувствительность двух спектрометров различна, используемое время интегрирования также различно и составляет до 60 секунд.
Спектрометр ночной чувствительности.
Спектральное распределение мощности неба было измерено в округе Портер, штат Пенсильвания, США (41,6646° с.ш., −77,8125° з.д.).
Высота 710 м, сервис запросов точек NED, Национальный набор данных о высотах Геологической службы США.
Сертифицированный Международный парк темного неба (IDA).
Место проведения измерений находится на возвышенности в лесах штата Саскуэханнок, поэтому прямого или косвенного источника искусственного света нет.
Во время измерений особое внимание уделяется тому, чтобы закрыть черной тканью любые рассеянные лучи света от ноутбука, управляющего спектрометром.
Департамент охраны природы и природных ресурсов штата Пенсильвания выдал разрешение на создание исследовательских лагерей.
Мы также измерили спектральное распределение мощности нисходящего излучения в городских условиях. ()Начиная с пятого-
Крыша лаборатории Дэвида Риттерхауса, кафедра физики и астрономии, Университет Пенсильвании (39.952237° с.ш., −75.188734° з.д.; высота 12009 м).
Поскольку используемые в городской среде электрические источники света имеют широкий спектр применения, полевые измерения включают естественный свет, уличное освещение и другие искусственные источники света, а также отражение этих источников света в окружающей среде зданий.
Крыша, которую мы измеряли, была выше, чем другие крыши поблизости, что обеспечивало наличие детектора.
Всё полусферическое небо, крыша не освещается напрямую собственным искусственным источником света.
По этим причинам место измерения достаточно для получения данных об интенсивности нисходящего излучения, создаваемого природными и антропогенными источниками. Эти значения интенсивности нисходящего излучения усредняются на больших расстояниях в городе.
Эфемериды генерируются программным обеспечением, и извлекаются высота Солнца, высота Луны и фаза Луны для заданных координат местности. (MICA Версия 2.2.2).
Эфемериды интерполируются линейно для определения высоты Солнца, высоты Луны и фазы Луны для каждого момента времени и положения измерения.
Следовательно, указанная истинная высота не отражает реальной высоты с учетом местных атмосферных условий и рефракции.
Можно использовать метод преобразования высоты в эфемеридах в приблизительную видимую высоту.
Все измерения проводились с использованием двух специализированных USB-спектрометров.
USB2000+, Ocean Optics Company; Данидин, Флорида)
Отныне известные как спектрометры «А» и «В», сочетают в себе один и тот же тип габитуса.
Был установлен детектор нисходящего излучения.
Спектрометр «А» — это прибор, выпускаемый производителем.
Оптимизирован для высокочувствительных измерений.
Линейная кремниевая ПЗС-матрица Sony ILX511B
В диапазоне от 180 до 875 нм.
Это устройство используется для измерения сумерек и ночи.
Чувствительность спектрометра "B" низкая, диапазон длин волн составляет 340-1025 нм.
Это устройство используется для измерения солнечного света.
Мы использовали комбинацию из двух спектрофотометров с коэффициентом разброса 10 для измерения дневной освещенности в период с полудня до ночи.
Обработка большого количества возможных направлений сцены в человеческом зрении, при этом сохраняя способность обнаруживать измеримый свет низкой яркости.
В условиях низкой освещенности в сумерках и ночью мы оцениваем интенсивность нисходящего или восходящего излучения источника света для человеческого зрения на данном участке неба.
Вид на самолет с высоты птичьего полета.
Суини и его коллеги, а также Джонсен и его коллеги описали технологию создания детектора нисходящего излучения. Одномодовый, 3-
M-волоконный соединитель (
Диаметр 1000 мкм, 5.
Номинальный внешний диаметр 8 мм, числовая апертура 0,22±0,90.
02, угол приема тета 12.
7 градусов, полный угол 25,4°;
Ocean Optics Corporation, Данидин, Флорида)
Он подключен к спектрометру и подается через трубку в зонде нисходящего излучения.
Для изготовления зонда измерительный конец оптоволоконного кабеля направляется под углом от 10 до 45 градусов. 16–2009 см (4″)
Диск из плексигласа диаметром, покрытый краской с изображением птиц.
Белое светоотражающее покрытие (B)
Технология птиц (Нью-Лондон, Нью-Гэмпшир), водо-
Покрытие из основного сульфата бария (BaSO₄).
В конечном счете, угол в 45 градусов является произвольным, и для каждого измерения требуется лишь, чтобы незамкнутый участок рассеивающего диска был направлен в одном и том же направлении.
В действительности, когда кабель расположен под углом, близким к 0 градусам от нормального положения, можно увидеть разницу в отражении его собственной тени от диска. Когда кабель расположен под углом, близким к 90 градусам от нормального положения, свет, отраженный от диска, может теряться при небольшом перемещении кабеля на монтажном оборудовании. ISKAn O-
Защитный кожух, установленный вокруг кабеля, поддерживает постоянное расстояние между кабелем и отражателем, благодаря чему это расстояние остается неизменным.
Расстояние между концом кабеля и центром отражающего диска составляет 7,74 × 2009 см.
Мы подтверждаем, что оптоволоконные кабели могут обнаруживать только свет, отраженный диском от излучающей галогенной вольфрамовой лампы. (LS-1;
Ocean Optics Corporation, Данидин, Флорида)
Кабель в темной комнате.
При подключении к лампе вместо спектрофотометра освещаются только отражатель и другие части измерительного модуля.
Это свидетельствует о том, что выравнивание и позиционирование оптоволоконного зонда выполнены правильно.
Ноутбук Lenovo ThinkPad X240, работающий под управлением дистрибутива Linux Xubuntu 14.
Кнопка 04 используется для управления спектрометром и записи результатов измерений.
Ноутбуки оснащены 9-дюймовыми дисплеями с возможностью замены нагрева.
Батареи обеспечивают бесперебойное электропитание во время измерений.
Пакет API (
Ocean Optics Corporation (Данедин, Флорида)
А также специализированное программное обеспечение для MATLAB (Mathworks Inc.; Натик, Массачусетс).
Она используется для чтения и сохранения спектрального распределения мощности спектрометра на жестком диске ноутбука.
Измерение темноты (
На входе в спектрометр находится металлическая крышка.
Два спектрофотометра были помещены в миниатюрный цифровой инкубатор MyTemp.
Научные ориентиры; Эдисон, Нью-Джерси).
Начальная температура инкубатора составляет 24 °C.
Температура в инкубаторе была установлена ​​на 10 градусов Цельсия, и проводились непрерывные измерения в темноте.
Затем температуру в инкубаторе установили на 60 °C, и измерения продолжили.
Согласно показаниям внутреннего датчика, температура пластины в спектрометре измеряется по темновой составляющей спектра.
Это позволяет нам создать базу данных темного спектра, параметризованную временем интегрирования и температурой измерительной платы. Мы обнаружили, что это важный параметр в заданном темном спектральном шуме. ().
Для обработки всех отдельных спектров в наборе данных используется темновой спектр, наиболее близкий к заданным условиям измерения в этой библиотеке.
Завод по выпуску USB-спектрометров
Калибровка длины волны: каждый пиксель на датчике соответствует определенной длине волны.
Калибровка проверяется независимыми измерениями длины волны двух линейных источников. (AS-361 Ртуть [Hg])
Лампа для спектральной калибровки; AS-364 Аргон [Ar]
Лампа для спектральной калибровки;
Spectral Products, Патнам, Коннектикут).
Мы проводим заводскую калибровку, сравнивая измеренные значения с образцами известных спектральных линий. (404.7, 435.8, 546.)
1. Источник ртути 579 нм; 696,5, 706,7, 727,3, 738,4 и 763.
Источник аргона 5 нм).
Эти исправления полезны.
Приблизительно аддитивный сдвиг, и очень мал (
Оба спектрометра показывают размеры менее 1 нм.
Это свидетельствует о качественной калибровке длины волны на заводе.
Для работы двух спектрометров требуется смещение 0,79 ± 0,57 нм.
Спектрометр "А" и −0,98±0,37±0,37 нм (
Среднее значение по спектрометру "B" (±1 стандартное отклонение)
Кросс-спектральное усреднение ().
Хотя спектрометры калибруются на заводе, калибровка по показателям мощности для каждой длины волны не производится.
Для включения результатов измерений в абсолютную калибровку излучения необходимо связать измерения абсолютной спектральной освещенности, достигающей диска измерительного модуля, с исходными показаниями на каждой длине волны спектрометра.
Поскольку диапазоны длин волн различных калибровочных источников и измерительных приборов, имеющихся в нашем распоряжении, лишь частично совпадают с диапазонами длин волн двух спектрофотометров, мы используем следующие методы:
(Немного сложная) процедура.
Мы измерили это с помощью двух спектрофотометров. («А» и «В»)
Три источника калибровки (
Соответствующие спектры показаны ниже.
Мы изучили измерительный сигнал.
Коэффициент шума этих трех источников шума (Натик, Массачусетс)
Коррекция длины волны производится, и вычитается средний темновой сигнал, соответствующий времени интегрирования и температуре. «Эталонный» спектр и измеренный спектр интерполируются до 1.
Расстояние между длинами волн.
Относительный поправочный коэффициент a 2)
Мы делим результат на время интегрирования и получаем шум.
Корректирующие измерения в единицах некалиброванной мощности в секунду; 3)
Мы не на той стороне.
Униформа, заводская
Калибровочная длина волны варьируется от 280 до 840 нм.
Спектрометр "А"
А также 360 и 840 нм (
Спектрометр «B»
Исправьте калибровку длины волны на указанных выше заводах. 4)
Затем умножьте на длину волны.
Используя коэффициенты коррекции корреляционного излучения, полученные с помощью вышеуказанной программы, определяется спектр излучения освещения.
Образцы спектров были измерены в WMSRNM. 5)
Мы умножаем коэффициент излучения на PI (проецируемый стереоугол на полусферу) и преобразуем его в спектральную освещенность в wmnm.
Из анализа исключается насыщенный спектр на любой длине волны.
Иногда вычитание темного шума приводит к отрицательным значениям, которые мы обнуляем для дальнейшего анализа.
Мы отказываемся от любого спектра, который делает спектр нулевым на всех длинах волн.
Мы используем восьмой порядок один
Медианный фильтр размерности с использованием функции MATLAB medfilter 1 (Mathworks Inc.; Натик, Массачусетс).
В данной работе рассматриваются два независимых дополнительных набора данных и две альтернативные модели.
От авторов мы получили набор данных из 10756 солнечных спектров, собранных ДиКарло и Ванделем в Стэнфорде, Калифорния.
(Личное общение)
Набор данных из 2600 солнечных спектров (
Отныне известный как Granada Spectrum.
Коллекция Hern_ndez
Andr_s на сайте автора (;
Дата визита: 14 декабря 2015 года.
От Вышецкого и Стайлза и...
Компонентная модель, полученная на основе спектра Гранады (
Отныне известная как Гранадская модель.
С сайта автора (;
Дата визита: 14 декабря 2015 года.
Мы использовали Webplotdigitzer для оцифровки эталонных спектров ночного неба сельской местности Забриске-Пойнт, Калифорния, и Кронин, Бостон, Массачусетс.
Дата визита: 15 декабря 2015 года.
Мы построили различные модели на основе спектральных данных, как показано ниже.
Давайте сначала воспользуемся сплайнами в качестве базисных функций.
Затем нанометровое расстояние нормируется векторной нормой (L-нормой).
Затем мы нормализуем каждый спектр с помощью векторной нормы и обнаруживаем, что:
Подбор веса базовой функции с минимальным значением
Квадратная регрессия.
Мы рассчитали отношение дисперсий (R).
Данная модель используется для объяснения измеренного спектра и подгонки его к квадрату линейного парного коэффициента корреляции между длинами волн.
Описанный выше процесс позволяет получить линейные весовые коэффициенты модели, необходимые для подгонки нормализованного спектра.
Именно эти стандартизированные веса отображаются на схеме нагрузок компонентов (например, ).
В дополнительных данных мы приводим средние нормализованные веса, сгруппированные по высоте Солнца. (и )
А также средний масштабный коэффициент, необходимый для преобразования нормализованного спектра каждой группы высот обратно в абсолютный спектр.
Нормализация, подгонка и расчет R проводятся в диапазоне от 360 до 830 нм в нашем наборе данных и от 380 до 780 нм в наборах данных Гранады, ДиКарло и Ванделя.
Для получения более подробной информации см. разделы «и», «s2», «S3» и «s4».
Для того чтобы охватить в нашем наборе данных компоненты, не характеризующиеся солнечной моделью CIE, мы используем следующий итерационный метод.
После аппроксимации функции данных CIE мы извлекаем все средние остатки и спектр солнечного света. (≥u20090)
Усреднение этих остатков дает первую дополнительную базисную функцию, которую мы называем CIE + базисная функция.
Мы используем модель, состоящую из модели солнечного света CIE и базовой функции CIE+1, которая рассматривается как модель CIE+1.
Затем мы подогнали все спектры и спектры к гражданским сумеркам. (−6°u2009