[發明專利]多通道窄波段波譜反照率測量裝置

有效

• 申請號: 201310285581.3
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103344645A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 周紅敏;王錦地;梁順林;屈永華;張開
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

技術領域

本發明涉及一種多通道窄波段波譜反照率測量裝置，屬于氣象觀測與輻射能量平衡領域。

背景技術

地表反照率是地表向各個方向反射的太陽短波輻射與太陽總輻射的比值，決定著地球表面與大氣之間輻射能量的分配過程，進而影響生態系統中如地表溫度、蒸騰、能量平衡、光合及呼吸作用等一系列物理、生理和生物化學過程，是準確估計其他陸面參數的先決條件。

現有的反照率地面測量設備主要是短波寬波段輻射計，利用一個向上和一個向下共兩個水平安裝的短波寬波段輻射計分別測量寬波段太陽和環境下行輻射以及上行輻射，通過比值α=I_上行輻射/I_下行輻射確定地表寬波段反照率。比如目前廣泛使用的荷蘭Kipp&Zonen公司生產的CMP6/CMP11輻射計的波段范圍是285～2800nm；美國CAMPBELL公司生產的EPPLY?PSP精密輻射傳感器的波段范圍是285～2800nm，這些只能測量得到寬波段地表反照率。另有一些針對光合有效輻射的日射計和光量子儀波段范圍主要集中在紫外波段250～400nm、可見光波段400～700nm和可見光近紅外波段400～1000nm。也有輻射計組裝形成可同時進行下行輻射和上行輻射測量的地表反照率表，如荷蘭Kipp&Zonen公司將兩個CMP6/CMP11輻射計組裝后形成CMA6/CMA11反照率表，美國CAMPBELL生產的CNR4凈輻射傳感器，具備兩個上下安裝波段范圍為305～2800nm的輻射計，可以得到地表短波寬波段反照率。

而在利用衛星觀測數據估算地表反照率時，由于衛星傳感器一般為多個幾十至上百納米寬的波段范圍相對較窄的窄通道、多波段設置，根據衛星反照率算法只能估算得到相應波段的窄波段的波譜地表反照率，與地面實際測量得到的寬波段地表反照率不能直接比較。因此，在遙感產品驗證中，需要把利用衛星傳感器估算得到的波譜反照率經過窄波段到寬波段的轉換之后，才能與地面實測的寬波段反照率進行比對，這個轉換過程會引入誤差，從而對驗證結果產生影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種多通道窄波段波譜反照率測量裝置，本發明可直接測量得到與衛星傳感器波段設置一致的窄波段波譜反照率，減小遙感產品地面驗證中因為波段不匹配所產生的誤差，本發明可與衛星遙感傳感器波段完全吻合，具有精度高、體積小、成本低的特點，能夠實現地表波譜反照率的準確測量。

本發明所提供的一種多通道窄波段波譜反照率測量裝置，包括一殼體和分別設置于所述殼體的頂部和底部的向上觀測傳感器和向下觀測傳感器；

所述向上觀測傳感器和所述向下觀測傳感器均包括余弦矯正器、濾光片和探測器；所述向上觀測傳感器中，所述余弦矯正器、所述濾光片和所述探測器由上至下依次設置；所述向下觀測傳感器中，所述余弦矯正器、所述濾光片和所述探測器由下至上依次設置。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述余弦矯正器上套設有外罩，其可由石英材料制成，其可使整個太陽光譜和地面反射光譜打到所述向上觀測傳感器和所述向下觀測傳感器上，它還可以保護傳感器不受外部因素影響；內徑可為34mm，厚度可為1.5mm；

所述外罩通過螺絲固定在所述殼體上。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述殼體的上下表面均為圓弧形，其可由鋁合金機加件制成。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述探測器可為硅敏探測器或熱電堆探測器，所述硅敏探測器的波譜響應范圍為300～1100nm，所述熱電堆探測器的波譜響應范圍為300～3000nm。根據濾光片光學特性選用合適的光電探測器，一般在1100nm以內的波段選用硅敏探測器，1100nm以外的波段選用熱電堆探測器。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述殼體可為圓柱體形，其直徑可為68mm。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述殼體的側壁上設有水平儀，其可為圓柱體形，長25mm，直徑9mm，且所述水平儀可更換。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述殼體的側壁上設有安裝桿，且所述安裝桿可從所述殼體上拆卸下來，以便運輸，其長可為300mm，直徑可為10mm。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述殼體的側壁上設有信號輸出口。

上述的波譜反照率測量裝置中，所述探測器通過焊接針腳固定在一平板上；所述平板固定在所述殼體上；所述平板起固定傳感器的作用，上面有螺孔，可以用螺絲直接固定在外殼的腔內，固定好的傳感器各部件之間接觸緊密。