[發明專利]一種小面元黑體擴束定標方法及系統

有效

• 申請號: 202011021682.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112129420B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 杜永明;秦伯雄;曹彪;歷華;卞尊健;肖青;柳欽火
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01J5/52
• 分類號: G01J5/52;G01J5/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 宋玲玲

1.一種小面元黑體擴束定標方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、紅外光束擴散；通過紅外光束擴散單元，將小面元黑體發射的紅外輻射光束擴散至完全覆蓋紅外探測器的焦平面；通過小面元黑體輻射源的光學擴束，實現對大面積的紅外探測器的輻射定標，同時小面元黑體輻射的通量密度在擴束的過程中發生衰減；

步驟二、根據探測器輻射響應斜率不變原理計算紅外光束擴散單元的衰減系數；根據小面元黑體輻射響應斜率以及全尺寸黑體輻射響應斜率計算得到紅外光束擴散單元的衰減系數；

步驟三、確定紅外光束擴散單元的衰減系數后，每次紅外探測器執行定標任務的時候，通過如下公式確定準確的輻射亮度：

a＝A*(L5-L6)/(DN5-DN6)，

b＝L5-DN5*a，

Lx＝DNx*a+b，

其中，a為小面元黑體輻射響應斜率；b為小面元黑體輻射的定標系數；A為紅外光束擴散單元的衰減系數，L5和L6是執行定標任務時的高低溫黑體輻射亮度，DN5，DN6是相應的紅外相機輸出的DN值，DNx是任意觀測時刻相機輸出的DN值，Lx是定標之后的輻射亮度，完成對小面元黑體擴束的定標。

2.根據權利要求1所述的小面元黑體擴束定標方法，其特征在于：所述步驟二中計算紅外光束擴散單元的衰減系數方法包括：

S1、根據小面元黑體表面的輻射亮度及擴束后的輻射亮度計算小面元黑體輻射響應斜率；

S2、根據全尺寸黑體表面的輻射亮度計算全尺寸黑體輻射響應斜率。

3.根據權利要求2所述的小面元黑體擴束定標方法，其特征在于：小面元黑體輻射響應斜率計算方法為：

S1、設定小面元黑體溫度為T1，根據普朗克公式，計算得到小面元黑體表面的輻射亮度為L1＝e*Plank(T1)；

其中Plank(T1)是普朗克黑體輻射公式，e是黑體表面發射率；

S2、經過光束擴散單元發生擴束后,照射到焦平面的輻射亮度為L1’，L1’＝L1*A，其中A為紅外光束擴散單元的衰減系數；

S3、記錄紅外探測器輸出的DN值為DN1；

S4、設定小面元黑體溫度為T2，根據普朗克公式，計算得到黑體表面的輻射亮度為L2＝e*Plank(T2)；

S5、經過紅外光束擴散單元發生擴束后,照射到焦平面的輻射亮度為L2’，L2’＝L2*A，其中A為紅外光束擴散單元的衰減系數；

S6、記錄紅外探測器輸出的DN值為DN2；

S7、小面元黑體輻射響應斜率a可以通過如下公式計算得到：

a＝(L1’-L2’)/(DN1-DN2)＝A*(L1-L2)/(DN1-DN2)。

4.根據權利要求3所述的小面元黑體擴束定標方法，其特征在于：全尺寸黑體輻射響應斜率的計算方法為：

S1、使用全尺寸黑體，在實驗室對紅外探測器進行全口徑定標，設定全尺寸黑體溫度為T3，根據普朗克公式，計算得到全尺寸黑體表面的輻射亮度為：L3＝e*Plank(T3)，其中Plank(T3)是普朗克黑體輻射公式，e是全尺寸黑體表面發射率；由于全尺寸黑體不需要擴束,照射到焦平面的輻射亮度就是黑體輻射亮度L3；

S2、記錄紅外探測器輸出的DN值為DN3；

S4、設定全尺寸黑體溫度為T4，根據普朗克公式，計算得到黑體表面的輻射亮度為L4＝e*Plank(T4)；

S7、記錄紅外探測器輸出的DN值為DN4；

S8、全尺寸黑體輻射響應斜率aa可以通過如下公式計算得到：

aa＝(L3-L4)/(DN3-DN4)。