鑒于對高精度高時空分辨率大氣探測資料日益增長的科研和業(yè)務(wù)需求,我國正大力發(fā)展星載紅外高光譜探測系統(tǒng)。星載紅外高光譜干涉儀光機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,儀器狀態(tài)會顯著影響其定標(biāo)精度。本文通過理論分析和仿真實驗,分別討論了內(nèi)黑體發(fā)射率、低溫黑體發(fā)射率、內(nèi)黑體與環(huán)境溫度差、非線性系數(shù)以及直流電壓演算等誤差敏感性因子影響輻射定標(biāo)精度的特征。分析表明:定標(biāo)輻射偏差的絕對值與內(nèi)黑體/低溫黑體發(fā)射率呈線性關(guān)系,且與內(nèi)黑體與環(huán)境溫度差、非線性系數(shù)、直流電壓呈正相關(guān);提高內(nèi)黑體發(fā)射率和低溫黑體發(fā)射率到0.985以上、控制內(nèi)黑體與環(huán)境溫度差在0.6K左右、控制干涉儀的非線性效應(yīng)系數(shù)低于0.04,這些方案均是實現(xiàn)0.1K輻射定標(biāo)精度的必要條件;輻射定標(biāo)參數(shù)對定標(biāo)輻射的影響特征結(jié)合地面真空實驗的定標(biāo)參數(shù)估計,可以迭代得到已測得和未知的定標(biāo)參數(shù)的最優(yōu)估計,從而提高定標(biāo)精度。本文的研究結(jié)果對于紅外高光譜干涉儀的參數(shù)設(shè)計以及輻射定標(biāo)誤差來源的識別和訂正有著十分重要的意義。

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【部分圖文】：

圖1風(fēng)云三號E星HIRAS儀器光路

其中：R和C分別為光譜輻射和原始光譜，下標(biāo)LBB,ICT和ES分別表示低溫黑體、內(nèi)黑體和場景目標(biāo)，Re（）表示取實部。圖1和圖2顯示了風(fēng)云三號E星HIRAS儀器的光路圖和觀測目標(biāo)掃描模型。目標(biāo)輻射光進入干涉系統(tǒng)后出來的干涉光進入探測器得到原始干涉圖，再通過傅里葉變換即可得到原始光....

圖2風(fēng)云三號E星HIRAS儀器觀測目標(biāo)掃描模型

圖1風(fēng)云三號E星HIRAS儀器光路對于式（1）中的內(nèi)黑體光譜輻射RICT和低溫黑體光譜輻射RLBB，通過下面兩式得到：

圖3不同內(nèi)黑體發(fā)射率與理想黑體發(fā)射率下定標(biāo)亮溫偏差

根據(jù)式（6）可以看出，定標(biāo)輻射偏差與內(nèi)黑體發(fā)射率呈線性關(guān)系，內(nèi)黑體發(fā)射率越大，定標(biāo)輻射偏差絕對值越小。新一代紅外遙感衛(wèi)星儀器需要更高的絕對測量精度，其中輻射定標(biāo)精度要優(yōu)于0.1K才能滿足氣候檢測的需求[20]。因此，要提高輻射定標(biāo)精度，提高紅外高光譜干涉儀的內(nèi)黑體發(fā)射率是一種必要....

圖4不同內(nèi)黑體發(fā)射率條件下，參考波數(shù)900cm-1處定標(biāo)亮溫偏差隨內(nèi)黑體與環(huán)境溫度差的變化

從式（6）可以發(fā)現(xiàn)，除了內(nèi)黑體發(fā)射率，內(nèi)黑體與環(huán)境溫度差也會影響輻射定標(biāo)精度（假設(shè)內(nèi)黑體環(huán)境的發(fā)射率為常數(shù)）。圖4顯示了在參考波數(shù)900cm-1處，不同內(nèi)黑體發(fā)射率下，定標(biāo)亮溫偏差隨內(nèi)黑體與環(huán)境溫度差的變化。由圖4所示，定標(biāo)輻射對應(yīng)的亮溫差為零時對應(yīng)某一個內(nèi)黑體與環(huán)境的溫度差，這....

本文編號：3994105