[發(fā)明專(zhuān)利]一種干涉型成像光譜儀的光譜定標(biāo)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210264399.5
• 申請(qǐng)日: 2012-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102818630A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林軍;徐大琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01J3/28
• 分類(lèi)號(hào): G01J3/28
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 龐靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種干涉型成像光譜儀的光譜定標(biāo)方法，特別涉及環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星干涉型高光譜成像儀的光譜定標(biāo)方法。

背景技術(shù)

地物光譜信息經(jīng)過(guò)干涉型成像光譜儀得到干涉信息，干涉信息與光譜信息之間滿足傅立葉變換關(guān)系，通過(guò)對(duì)干涉信息進(jìn)行傅立葉變換反演即可得到地物光譜信息。成像光譜儀具有納米級(jí)的光譜分辨率，一般具有幾十到幾百個(gè)波段，可以獲得地物空間信息和光譜信息組成的光譜立方體信息，可以細(xì)致、有效的識(shí)別地物，具有極大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

成像光譜儀可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)和星上定標(biāo)對(duì)成像光譜儀進(jìn)行光譜定標(biāo)。由于激光帶寬窄，可以獲得較高精度的定標(biāo)效果，干涉型成像光譜儀一般采用激光干涉數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)；衛(wèi)星發(fā)射和在軌運(yùn)行過(guò)程中，由于成像儀在發(fā)射過(guò)程或飛行中的劇烈振動(dòng)、氣壓溫度等空間環(huán)境的急劇變化，器件性能的衰減，造成星上成像光譜儀光譜特性發(fā)生變化，出現(xiàn)光譜漂移現(xiàn)象，需要在軌重新進(jìn)行光譜定標(biāo)，此時(shí)可采用大氣吸收特征譜線進(jìn)行在軌定標(biāo)，一般采用O₂吸收特征譜線進(jìn)行光譜定標(biāo)。干涉型成像光譜儀光譜定標(biāo)的精度直接決定了高光譜數(shù)據(jù)的精度和可用性，對(duì)干涉型成像光譜儀具有重要意義。

光譜定標(biāo)的關(guān)鍵是確定干涉型成像光譜儀的最大光程差，最終目的是確定光譜數(shù)據(jù)各個(gè)譜段的中心波長(zhǎng)。

傳統(tǒng)的光譜定標(biāo)方法依賴大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且光譜定標(biāo)精度較低。本文提出一種光譜定標(biāo)方法，不依賴于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用一組干涉數(shù)據(jù)以及準(zhǔn)確的特征譜線波長(zhǎng)值即可準(zhǔn)確的對(duì)成像光譜儀的進(jìn)行光譜定標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種干涉型成像光譜儀的光譜定標(biāo)方法，該方法不依賴于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用一組干涉數(shù)據(jù)以及準(zhǔn)確的特征譜線波長(zhǎng)值即可準(zhǔn)確的對(duì)成像光譜儀的進(jìn)行光譜定標(biāo)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種干涉型成像光譜儀的光譜定標(biāo)方法，步驟如下：

(1)讀取成像光譜儀干涉數(shù)據(jù)圖，對(duì)該成像光譜儀干涉數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜復(fù)原得到成像光譜儀光譜數(shù)據(jù)；

(2)根據(jù)最大光程差設(shè)計(jì)值為L(zhǎng)’，估算最大光程差L_真的可能范圍；

(3)在步驟(2)確定的范圍內(nèi)，選取最大光程差L_真的初值，根據(jù)該初值確定特征譜線波長(zhǎng)λ′；

(4)將特征譜線波長(zhǎng)λ′與真實(shí)波長(zhǎng)λ進(jìn)行比較；如果兩者差值大于閾值，則L_真增加一個(gè)最大光程差變化步長(zhǎng)，重新代入(3)(4)進(jìn)行計(jì)算；如果差值小于等于閾值，則此時(shí)的L_真即為所求的最大光程差；

(5)根據(jù)步驟(4)確定的最大光程差計(jì)算光譜分辨率；

(6)根據(jù)光譜分辨率確定各個(gè)波段中心波長(zhǎng)，完成光譜定標(biāo)。

所述步驟(2)中L_真的可能范圍(1-k)L’～(1+k)L’，k為成像光譜儀最大光程差的誤差百分比。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：

(1)本發(fā)明從干涉型成像光譜儀基本原理出發(fā)，利用特征譜線，實(shí)現(xiàn)了干涉型成像光譜儀的高精度光譜定標(biāo)。

(2)本發(fā)明在干涉型成像光譜儀的試驗(yàn)階段即可進(jìn)行準(zhǔn)確的光譜定標(biāo)；如果干涉型成像光譜儀的器件發(fā)生衰減，出現(xiàn)了光譜漂移，同樣可以采用本方法利用大氣吸收特征譜線進(jìn)行重新定標(biāo)，可以有效解決光譜漂移問(wèn)題。

(3)本方法成功的進(jìn)行了環(huán)境減災(zāi)小衛(wèi)星高光譜成像儀的光譜定標(biāo)，對(duì)提高干涉型成像光譜儀的光譜準(zhǔn)確性具有重要意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明，如圖1所示，具體步驟如下：

(1)光譜復(fù)原

讀取成像光譜儀干涉數(shù)據(jù)圖，對(duì)該成像光譜儀干涉數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換得到成像光譜儀光譜數(shù)據(jù)；干涉數(shù)據(jù)與光譜數(shù)據(jù)滿足傅立葉變換關(guān)系，如公式所示。干涉數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)數(shù)記為N，傅立葉變換輸出數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為2ⁿ(n＞8)，并且需要滿足2ⁿ＞N。