[發明專利]擺掃型成像光譜儀地面自動尋位全量程輻射定標方法及定標裝置

在審

• 申請號: 202010511184.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111595437A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 王智宏;孫澎勇;劉杰;王豫喆;楊宇恒
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01J3/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

本發明涉及一種擺掃型成像光譜儀地面自動尋位全量程輻射定標方法及定標裝置，依據成像光譜儀入瞳處接收地面漫反射板反射的輻射亮度值與標準反射板漫反射平面的反射率、太陽光入射方向與標準反射板漫反射平面的夾角的正弦值之間的正比關系，通過選擇適當反射率的漫反射平面的標準反射板，為成像光譜儀在相同的地表位置和相同的時間段內提供其輻射測量范圍內不同的定標輻射量，成像光譜儀定點光譜采集光譜數據，建立光譜數據與對應定標輻射亮度的關系，從而實現成像光譜儀輻射定標。定標現場條件要求較低，定標成本小，定標數據豐富，精度高，自動化程度高，操作簡單，勞動強度低，適合于各種定標場地和環境。

技術領域

本發明涉及一種成像光譜儀地面輻射定標方法和定標裝置，特別是機載擺掃 型成像光譜儀地面自動尋位全量程輻射定標方法及定標裝置。

背景技術

地面輻射定標是成像光譜儀在飛行或發射前對其輻射特性進行評價，是成像 光譜儀檢測信息準確的基礎和保障。通常的方法是對具有標準輻射數據的專用輻 射實驗場地，例如沙漠、海洋等穩定場景進行現場實地測試，這些方法需要較高 的費用，且獲得定標數據有限，精度不高；此外還有利用定標精度較高的同類儀 器進行比對定標，這種方法所需費用相對較少，且可獲得較高的定標精度，但受 定標場地的限制，獲得定標數據依然有限。

發明內容

本發明的目的是針對現有成像光譜儀地面輻射定標裝置和方法存在的受場 地限制定標數據少、精度低等問題，提供一種擺掃型成像光譜儀地面自動尋位全 量程輻射定標方法；

本發明的另一目的是提供一種實現擺掃型成像光譜儀地面自動尋位全量程 輻射定標方法的定標裝置。

發明思想：選擇適當的反射率，通過翻轉機構轉動漫反射板的角度，改變標 準反射板的漫反射平面的入射輻照度，為成像光譜儀提供輻射定標所需的全量程 值的標準輻亮度。同時為保證光譜儀能夠有效接收到定標裝置提供的漫反射光， 提供了升降機構和移動機構，通過測量模塊的測量反饋，在控制器控制下進行地 面定標時的自動尋位，使光譜儀的物方視場不超出標準反射板的漫反射表面。

定標方法的實現是利用擺掃型成像光譜儀地面自動尋位全量程輻射定標裝 置，依據成像光譜儀入瞳處接收地面漫反射板反射的輻射亮度值L_R分別與標準 反射板漫反射平面的反射率t_R、太陽光入射方向與標準反射板漫反射平面的夾角 θ_RS的正弦值之間的正比關系，通過選擇適當反射率t_R的漫反射平面的標準反射 板，并以改變標準反射板的反射平面與水平地面的夾角來改變角度θ_RS，為成 像光譜儀在相同的地表位置和相同的時間段內提供其輻射測量范圍內不同的定 標輻射量L_R，成像光譜儀進行定點光譜采集獲得光譜數據S，建立光譜數據S 與對應定標輻射亮度L_R的關系，從而實現成像光譜儀的輻射定標。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種擺掃型成像光譜儀地面自動尋位全量程輻射定標方法，包括以下步驟：

(1)定標裝置的太陽角及輻射照度測量模塊測量當前太陽光垂直方向的輻 照度E_S(λ)和天頂角θ_S，λ為波長，其取值在成像光譜儀的有效波長范圍內；確定 標準反射板漫反射面的反射率t_R，t_R滿足：

式中：t_em為地面反射率最大值；為使定標裝置的翻轉角度有較大的變化范圍， 若定標裝置配備的標準反射平面中有多塊滿足式(1)，應選擇其中反射率較小的；