[發明專利]時空聯合調制干涉成像光譜儀的星上光譜定標方法及系統無效

申請號：	201210313769.X	申請日：	2012-08-30
公開（公告）號：	CN102841342A	公開（公告）日：	2012-12-26
發明（設計）人：	相里斌;計忠瑛;崔燕;石大蓮;高靜	申請（專利權）人：	中國科學院西安光學精密機械研究所
主分類號：	G01S7/497	分類號：	G01S7/497
代理公司：	西安智邦專利商標代理有限公司 61211	代理人：	楊引雪
地址：	710119 陜西省西***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	時空聯合調制干涉成像光譜儀光譜定標方法系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及衛星遙感干涉成像光譜儀的星上光譜定標方法及系統。

背景技術

時間、空間聯合調制的干涉成像光譜儀是一種將成像相機與光譜儀合為一體的儀器，不但可以同時獲得地物目標的圖像和光譜信息，且具有高通量、多通道、雜散光低、光譜范圍寬的優點，因此作為衛星遙感的有效載荷，這種儀器的應用越來越多，具有較好的發展前景。

時間、空間聯合調制的干涉成像光譜儀原理先進、技術復雜。其光譜成像的原理是進入主系統的物光在系統焦面上成像，同時每個光線通過系統的剪切干涉儀產生干涉，并在系統焦面上形成沿剪切方向的干涉圖，即沿此方向顯示干涉強度分布的干涉圖(干涉條紋)，干涉圖的光程差與光線的視場角對應，最后在焦面上形成的是疊加干涉條紋的二維圖像，干涉圖方向為反映目標光譜信息的方向，可稱為光譜方向，與光譜方向垂直的是空間方向。光譜儀沿光譜方向推掃且逐幀曝光、存貯圖像時，就形成了系列的、對應于相鄰視場的干涉圖像。圖像處理時將空間方向每列數據逐幀、沿光譜維逐列抽取，然后拼接成每列像元的干涉圖，將干涉圖進行處理、光譜復原，得到每個像元的復原光譜。最后將面陣所有像元、每個譜段的復原光譜圖像拼接成單色、二維空間圖像，可以形成多譜段空間圖像的數據立方體。

干涉成像光譜儀是測量遙感目標圖像和光譜信息的儀器，要保證其測量的精度，就必須進行定標，即標定該光譜儀測量輸出數據與目標光譜輻射強度的定量關系。衛星遙感的有效載荷在完成研制后，先進行地面實驗室的定標，獲得基礎定標數據。成像光譜儀的定標包括光譜定標、相對平場定標和光譜輻射度的絕對定標，光譜定標是標定其干涉性能參數的主要手段，是首要的定標。衛星升空后需進行在軌星上定標，以便監測衛星發射、運行過程中有效載荷的變化，因此需要設計星上定標系統來完成這個工作。

要在光譜儀的主系統中插入性能可靠、功能完善的星上定標系統，難度很大。例如從前置鏡或主系統前方引入星上定標光源的方法，需加運動擺鏡并設計復雜的成像系統，存在難度大、風險高、結構體積大等問題。我國環境衛星搭載的空間調制干涉成像光譜儀采用了通過擺鏡引入定標光源的方法，就存在結構體積大、使用風險高的問題。除此之外，目前尚未見到國內外有關同類干涉成像光譜儀設計星上定標系統的報道。

發明內容

本發明提出了一個時空聯合調制干涉成像光譜儀的星上光譜定標方法及系統，解決了背景技術中，在時間空間聯合調制干涉成像光譜儀上設計星上定標系統難度大、風險高、結構體積大的技術問題。

本發明的技術方案是：

時空聯合調制干涉成像光譜儀的星上光譜定標方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

(1)定標燈的輻射光經過積分球勻光后由積分球出口射出；

(2)積分球出口射出的均勻光經過光譜玻璃形成具有光譜特征吸收峰的定標光；

(3)定標光經反射棱鏡反射至干涉成像光譜儀的一次像面上，并照明一次像面的邊緣視場形成星上定標視場，星上定標視場是光譜維x方向全視場、空間維y方向邊緣局部視場；

(4)一次像面視場的星上定標光依次通過干涉成像光譜儀中的剪切干涉儀和富立葉成像鏡，在干涉成像光譜儀的二次像面上形成星上定標干涉圖；

(5)將二次像面上形成的星上定標干涉圖通過光譜復原軟件得到星上定標復原光譜；

(6)將星上定標復原光譜與基礎星上定標復原光譜進行比對，根據特征吸收峰位置的變化實現相對光譜定標，具體為：

當特征吸收峰位置不變時，成像光譜儀干涉性能沒變；

當特征吸收峰位置變化時，根據特征吸收峰漂移的方向及漂移量，修正干涉成像光譜儀的干涉參數d/f_富，進行光譜定標。