[發明專利]用于測量太陽輻射的寬視場絕對輻射計的定標方法

無效

• 申請號: 200710056036.1
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101118180A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 方偉;王玉鵬;楊東軍;弓成虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

技術領域

本發明涉及對專用于測量太陽輻射的寬視場絕對輻射計的定標方法。

背景技術

絕對輻射計放在航天器上用來監測太陽總輻照度的變化。其工作原理是利用光電等效性，用可精確定標的電功率標定未知的入射的光輻射功率。評價測量不確定度一般采用比對的方法，通過同輻射標準(或傳遞標準輻射計)比對來進行輻射標準的傳遞。

傳統的比對定標方法是在非常晴朗的天空下進行比對，把要定標的絕對輻射計和標準輻射計都放在太陽跟蹤轉動平臺上一直對準太陽，兩臺輻射計同步進行測量。要定標的絕對輻射計測得的太陽輻照度值為Es，標準輻射計測得的太陽輻照度值為Eb，則可計算出要定標的絕對輻射計相對于標準輻射計的校正系數為K₁＝Es/Eb。

上述傳統的比對定標方法，當絕對輻射計的視場很小時，只觀測太陽(其視角僅為32′~0.5°)，或者其視場上觀測到的太陽附近的天空是很小的時候，背景技術定標方法是可行的。但是當絕對輻射計的視場較大的時候，由于絕對輻射計不僅接收了太陽的輻射，還同時接收其視場內的由于大氣散射產生的天空背景亮度的輻射，并且，在絕對輻射計的視場大的時候，絕對輻射計視場光欄和主光欄、筒壁與次光欄之間的均有雜散光產生的影響，使測量結果產生誤差。因此，使得比對定標的系統誤差較大。

發明內容：

上述背景技術采用寬視場絕對輻射計進行比對測量時，天空背景的輻射也進入到絕對輻射計的視場中，使得比對產生系統誤差。要獲得精確的太陽輻射的數據，就需要從測得的數據中減去其視場內天空背景輻射的數據后才能得到。本發明的目的是要提供一種用于測量太陽輻射的寬視場絕對輻射計的定標方法，以克服傳統的比對定標方法存在系統誤差較大的缺點，提高對寬視場絕對輻射計的定標精度。

本發明用于測量太陽輻射的寬視場絕對輻射計的定標方法，是將待定標的絕對輻射計和標準輻射計都放在太陽跟蹤轉動平臺上一直對準太陽；另一臺與待定標的絕對輻射計相同的絕對輻射計也一起對著太陽，在該臺絕對輻射計的視場光欄前設置一直徑稍大于其主光欄直徑的圓盤，用以遮蔽該臺絕對輻射計的主光欄不受太陽光的直射，這樣該臺絕對輻射計只接收擋住太陽直射光后周圍天空背景的輻射；上述三臺輻射計同步進行測量；每次測量時要把天空背景進入輻射計的輻射刨除掉，這個差值才是太陽輻照度的真實值；待定標的絕對輻射計測得的太陽輻照度值為Es，標準輻射計測得的太陽輻照度值為Eb，另一臺絕對輻射計測得的天空背景值為Ec，則待定標的絕對輻射計相對于標準輻射計的校正系數為K＝(Es-Ec)/Eb。

按本發明標定方法求得的定標校正系數，既消除了寬視場絕對輻射計本身的系統誤差，又去除了天空背靜輻射的因素，有效的提高了對寬視場絕對輻射計的定標精度。

附圖說明

圖1是本發明方法絕對輻射計的布置示意圖。

具體實施方式：

以下通過實施例對本發明方法作進一步詳細說明。

本發明標定對象是長春光機所研制的FY-3衛星太陽輻射監測儀用的寬視場絕對輻射計3。絕對輻射計3的視場為34°，主光欄直徑為8mm，視場限制光欄直徑為28mm。另一臺絕對輻射計4與絕對輻射計3完全相同。

標準輻射計2采用長春光機所研制的與世界輻射基準比對過的SIAR-1或SIAR-2c，以標準輻射計2測得的輻照度值視為真值，將待標定的絕對輻射計3測得的輻照度值與其比對求得校正系數。標準輻射計的視場5°，主光欄直徑為8mm，視場限制光欄直徑為13mm。

如圖2所示，將待標定的絕對輻射計3、標準輻射計2和另一臺絕對輻射計4都放在同一個太陽跟蹤轉動平臺上，調整三臺絕對輻射計在太陽跟蹤轉動平臺1上的安裝角，使三臺絕對輻射計的光軸平行，且保證太陽跟蹤轉動平臺1跟蹤太陽時三臺絕對輻射計的光軸都與太陽光平行，在絕對輻射計4的視場光欄前設置一直徑為10mm的小圓盤5，擋住絕對輻射計4的主光欄不受光的太陽直射，這樣絕對輻射計4只擋住太陽直射光，能測量其周圍天空背景的輻射；上述2、3、4三臺輻射計同步進行測量；每次測量時要把天空背景進入輻射計的輻射刨除掉，這個差值才是太陽輻照度的真實值；待定標的絕對輻射計3測得的太陽輻照度值為Es＝925.8W/m²，標準輻射計2測得的太陽輻照度值為Eb＝920.6W/m²，絕對輻射計4測得的天空背景值為Ec＝2.3W/m²，則待定標的絕對輻射計3相對于標準輻射計2的校正系數為K＝(Es-Ec)/Eb＝1.00315。

如果按傳統的辦法進行定標，校正系數為K₁＝Es/Eb＝1.00565，所帶來的系統誤差為(K₁-K)/K₂＝0.24％，0.24％的絕對誤差對于絕對輻射計是不可忽略的，所以本發明對于絕對輻射計的比對定標是有實際意義的。