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《中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)》 2017年
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用于星上定标的分谱比辐射计技术研究

张崇丙  
【摘要】:应用于新一代海洋水色遥感的中分辨率成像光谱仪,以较高地面分辨率和较大的幅宽观测海洋、海岸带和内陆湖泊。海洋水体向上辐射的信号强度比较微弱,中分辨率成像光谱仪要求具备较高的灵敏度,同时为兼顾陆地和大气观测需求,其动态范围设置较大。为满足对海洋水色反演的定量化需求,对遥感器的辐射定标精度提出了很高的要求。利用比辐射计进行比对测量,消除了监测系统自身变化的影响,是一种对星上定标漫射板反射特性进行监测的有效手段。为了得到高精度的定量化水色产品,中分辨率成像光谱仪采用漫射板引太阳光实现在轨绝对定标。国外研究结果表明,星载光学遥感仪器星上定标器的漫射板在长期使用过程中,其反射性能随时间衰减,且波长越短衰减越大,而紫外到蓝光波长是海洋水色遥感要素探测中的重要观测谱段。为此,研制用于监测漫射板反射特性变化的高光谱定位精度、高辐射探测灵敏度的分谱比辐射计很有必要。本文以新一代海洋水色遥感的中分辨率成像光谱仪项目为背景,针对在轨定标方案需求和星上定标精度要求,提出了用于在轨实时监测漫射板反射性能的分谱比辐射计方案。为实现对不同光源(载体)进行光谱数据采集,设计了用于能量收集和匀光的积分球;为实现对覆盖紫外可见近红外的光谱连续监测,引入了基于光栅色散的分光组件;为满足信噪比要求,采用了大像元CMOS探测器。论文的主要研究工作和创新点包括:1、完成了分谱比辐射计硬件系统的研制,采用基于以太网的地面检测装置实现了对不同光源(载体)的光谱数据采集和数据传输,获取了准确、稳定的监测数据,为将来中分辨率成像光谱仪星上定标电路提供了可行的解决方案。2、对分谱比辐射计进行了准确的光谱定位,利用积分球作为定标源完成了分谱比辐射计的光谱特性和辐射探测性能测试,分析了定标源标定精度对光谱响应函数测试结果的影响,为后续项目提供较好的设计依据。3、利用分谱比辐射计对漫射板反射性能变化进行了模拟测试,对测试数据采用不同参考基准进行比对处理,得到了漫射板的模拟衰减系数,并有效的消去了漫射板面积因子引入的误差,具有较好的工程应用价值。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P714.1;P715.7

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