基于辐射定标的某型红外光纤传像束双波段透过率测定

由于目前国内尚没有针对红外光纤传像束的波段透过率测试的规范标准和设备。提出了一种考虑光纤孔径角和光纤芯径的热像仪定标方法和某型光纤传像束的双波段透过率测试方法。通过在冷屏两端分别设置直径为8 mm和62 μm的两个光阑孔,确保定标条件和所测光纤的孔径角和光纤芯径相同;再通过在光路中插入波段滤光片来选择需要定标的波段。建立了基于最小二乘的红外热像仪定标模型,并采用该方法进行了定标实验。根据定标结果,测量了某型光纤传像束的红外光纤在2.0 μm～2.6 μm波段和3.4 μm～4.8 μm波段的透过率,其平均透过率大于70%。     

一种高光谱相机绝对辐射定标方法

随着高光谱相机在特定区域特定波段背景辐射精确测量方面的应用,对高光谱相机辐射定标的精度、分辨率的要求也不断提高。本文通过测量滤波片透过率及积分球出射DN值得到各波段透过的能量占总透过能量的百分比,并结合实际测得的各波段辐亮度,建立其与相机探测器输出的各波段DN值的关系,达到辐射定标的目的。将提高高光谱相机定标分辨率转换为提高测量滤波片透过率的波长分辨率,简化了研究过程。通过定标结果可知,波长在较小范围内变化时,高光谱相机对其增益系数也会发生变化。     

溯源于低温辐射计的1064nm波段探测器绝对光谱响应度定标

标准传递探测器在红外波段的绝对光谱响应度定标不确定度较大且难以降低,其主要影响因子是窗口透过率的测量不确定度,该项因子是由布儒斯特窗口的状态复现引入。给出了陷阱型标准传递探测器在1 064 nm波段溯源于低温绝对辐射计的定标实验过程和结果。介绍了低温辐射计新型Y型定标光路,该光路消除了低温辐射计窗口反射损耗引入的不确定性。实验测试了探测器在1 064 nm波段的线性、空间响应均匀性、稳定性和空间偏振非敏感性。结果表明:传递探测器绝对光谱响应度定标的不确定度优于0.023%,响应度重复性的实验结果表明了Y型低温辐射计定标光路改造的可行性。     

探测器波段响应率及其测试定标法

描述了碲镉汞红外探测器相对光谱分布Ｇ（λ）和波段响应率Δλ的测试计算方法，以及其在１０５Ｋ温度下工作时，其中的一些定标问题，给出了１０５Ｋ温度下工作，空间应用的碲镉汞光导红外探测器有关测试方法、设备及测试结果，并给出了相应的测试误差。     

波段探测率DΔλ的测试方法

描述了波段探测率的测试方法和实验计算，给出了探测器的测试和计算结果。还描述了红外探测器的波段响应率在遥感技术中的应用，并讨论了用波段探测率（和波段响应率）替代峰值探测率（和峰值响应率）的可能性和优越性。     

空间遥感紫外光谱辐射计辐照度定标研究

构建了由150 W大功率氘灯、1 000 W石英卤钨灯及球面反射镜组成的平行光光谱辐照度定标单元,解决了多数光谱辐射计由于在紫外波段响应度低、信噪比小导致的定标困难,也满足了空间遥感类光谱辐射计的辐照度定标要求.分两个波段标定了紫外光谱辐射计160～400 nm波段光谱辐照度响应度,其中160～250 nm定标不确定度4.7%,250～400 nm定标不确定度2.7%.     

风云二号卫星水汽波段在轨辐射定标新方法

将月球作为热发射波段定标参考源,在无需月表发射率和温度信息条件下,通过引入UDER参数,建立了不同热发射波段观测辐亮度间定量关系,并导出了新的波段间交叉定标方法.同时,利用FY-2E卫星多波段月球观测结果,以辐射精度较高的热红外波段为基准,在无星载全光路黑体情况下,初步实现了水汽波段在轨高精度辐射定标,且在200～220 K低温区间内的定标精度平均提高约3.5 K,并显著改善了云分类等定量产品的性能.     

夜间整层大气透过率测量技术研究

分析了夜间利用恒星测量整层大气透过率的原理,研制了用于夜间整层大气透过率测量的设备,该设备能够对高度角大于15 的任意天区内的0~5等恒星在400~750 nm分波段弱辐射大气透过率测量,测量带宽为30 nm。采用自动控制CCD曝光时间的方法获取分波段恒星的弱辐射信号,利用图像反馈模式纠正望远镜追星的误差,实现无人值守自动连续整夜观测。设备定标采用Langley-plot定标方法与多目标星定标方法相结合。测量结果分别与CART和Modtran理论计算值进行了比较,比较结果证明了测量方法的可行性和设备的可靠性。     

105K工作温度的多元长波光导碲镉汞探测器

文章报道了空间多光谱扫描仪红外波段多元光导碲镉汞探测器的研制与优值。重点研究并解决了多元器件光谱曲线不一致性的问题，简述了器件的优值波段响应率RΔλ1，波段探测率DΔλ和单色响应率Rλ的测试定标方法，以及器件按空间环境使用要求经历老炼和环境条件试验的情况。测试结果表明多元件性能稳定可靠，各项指标均达到了空间多光谱扫描仪的技术要求。     

S波段高分辨宽幅SAR辐射定标及误差分析方法

合成孔径雷达(SAR)系统的辐射定标可以构建SAR图像与地物后向散射截面积(RCS)的关系,反演目标物理特性,满足SAR定量化遥感需求。相对于其它波段,S波段SAR的定量化遥感工作罕见报道。该文利用已知SAR及平台参数进行S波段SAR辐射定标处理,首先推得了图像像素值与目标后向散射系数的关系,接下来详细分析了各项误差对定标精度的影响,给出了天线指向误差对定标精度影响的解析表达式。该文的分析有利于建立各参数与辐射定标精度的关系,方便设计时候的误差分配。该文给出了草地、道路和平静水面的S波段后向散射截面积统计值。最终实际数据处理结果表明,该系统利用该定标方法可以在20°的视角范围内实现较高的绝对辐射精度。     

105K工作温度的多元长波光导碲汞探测器

文章报道了空间多谱扫描仪工外波段多元光导碲镉汞探测器的研制与优值。重点研究并解决了多元器件光谱曲线不一致性的问题，简述了器件的优值波段响应率Ｒ＾Δλ１，波段探测率Ｄ＾＊Δλ和单色响应率Ｒλ的测试定标方法，以及器件控空间环境使用要求经历老练和环境条件试验的情况。测试结果表明多元件性能稳定可靠，各项指标均达到空间多谱扫描仪的技术要求。     

FY-3B MERSI短波红外波段温度响应与在轨定标分析

风云三号B星(FY-3B)中分辨率光谱成像仪(Medium resolution spectral imager, MERSI)的两个短波红外波段(1.64和2.13 $\mu$m) 采用光伏碲铬汞探测器,由于辐冷问题导致短波红外波段探测器的实际工作温度远高于设计值,影响了其在轨辐射特性。 对处于高温工作状态的FY-3B MERSI短波红外波段的长时间序列在轨辐射特性进行了较为系统的研究分析。采用冷空观测和 遥测温度时间序列数据开展了工作温度对遥感器响应的影响分析,发现短波红外波段的冷空值与探测器温度之间存在正 相关关系。采用线性模型描述仪器响应的温度依赖性,获得了温度校正因子;温度每变化1度, 1.64和2.13 $\mu$m波段冷空观 测值分别变化约0.7\%和5\%。进行温度校正后,冷空观测时间序列的波动显著降低。采用全球多目标定标方法获得了 短波红外波段的在轨辐射响应变化,在参考温度下,2011年11月至2016年12月,1.64和2.13 $\mu$m波段的总衰减分别 约为6\%和11\%。通过与Aqua中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution imaging spectroradiometer, MODIS)的 多年交叉比对分析,发现不管是否在定标过程中进行温度校正,采用基于长时间序列趋势建模的日定标更新后MERSI 与MODIS的辐射偏差较为稳定,可以满足7\%的定标指标要求。     

基于参量下转换的3.39 μm中红外辐射源定标实验

介绍了一种新型的基于参量下转换实现红外辐射源绝对辐亮度的定标方法。参量下转换过程产生0.631m和3.39m波段的一对相关光子,通过测量自发参量下转换和受激参量下转换两个过程中在0.631m波段光子的计数比值,可以获取3.39m的单位模式平均光子数,并进一步导出红外光源的辐亮度。介绍了定标原理、实验装置,分析了主要的测量不确定性因素,定标结果表明OPO激光器光谱辐亮度的合成标准不确定优于1.18%。初步证实了通过探测可见波段光子计数实现红外辐射源的辐亮度定标的原理可行性。研究结果将有望应用于基于受激参量下转换的红外波段高精度定标以及红外OPO激光器等领域。     

推帚式高光谱成像仪光谱定标及精度控制研究

高光谱成像仪的光谱定标是为了确定仪器各波段中心波长和光谱分辨率,是获取地物光谱信息的必要条件。高光谱成像技术取得较快发展的同时,它的光谱分辨率也越来越高,这必然要求光谱定标的精度更高。文中从单色仪对定标精度影响出发,研究得到光源辐射强度包络对精度的影响可以达到0.12 nm以上,这对于定标精度要求很高的高光谱成像仪来说不可忽略。根据不同波长处包络的影响我们对中心波长精度进行了改善。通过实验得出波段210~228之间的中心波长精度提高了0.2 nm左右,约占总波段数的11%,波段165~209之间的中心波长精度提高了0.12 nm左右,约占总波段的24%。     

场地自动化观测辐射计的设计与实现

为了解决场地替代定标中人工测量地表反射率的不足,提高定标频次,获取大量连续的观测数据,研制了场地自动化观测辐射计,该辐射计共8个通道,覆盖可见及近红外波段,光谱带宽20~40 nm,通过北斗卫星实现远程数据传输,可以实现无人职守下的自动观测和数据回传。文中对该仪器的工作原理、各单元的设计和特点进行了描述,并给出了辐射计的室内辐射定标方法和结果,最后介绍了辐射计在敦煌辐射校正场的实验情况。     

红外陷阱探测器的光谱辐射定标技术

遥感信息定量化要求高精度的光谱辐射定标技术支撑,使传感器获取数据可比较性、测量精度和长期稳定性得到保证,溯源于低温绝对辐射计的定标技术是发展趋势.为提高红外绝对光谱响应率定标精度,在一种薄膜热电堆传感器上加装镀金反射半球,研制了红外陷阱探测器作为标准传递探测器.利用电替代技术,测试了红外陷阱探测器光谱响应线性、空间响应均匀性和稳定性.通过溯源于低温绝对辐射计的光谱辐射定标系统,标定了其在1. 1~3. 0μm短波红外波段的绝对光谱响应率,合成不确定度小于1%.将红外陷阱探测器应用于红外光谱辐射定标,可缩短低温绝对辐射计的红外光谱功率标准传递链路并提高定标精度.     

应用分布目标的多极化合成孔径雷达定标技术

该文对Sarabandi的分布目标定标算法作了改进。然后利用SIR-C系统的L波段的未定标的和经过SIR-C定标组定标过的同一场景数据,采用修正的Sarabandi算法进行定标实验。最后比较该算法结果与SIR-C定标组定标结果。检验该算法的性能。     

一种基于极化线栅的微波辐射计变温定标源研究

根据极化线栅的准光学的极化分离原理,设计了由极化线栅、人造黑体和冷空构成的新型线栅定标源.定标源通过极化线栅的旋转混合人造黑体和冷空的辐射能量,从而输出亮温变化可控的微波辐射,为微波辐射计外定标提供人造变温源,解决了低频段大口径天线辐射计的外定标难题.通过定标实验验证,极化线栅在L波段的透过率优于99.3%,反射率达到98.4%,线栅定标源的亮温呈正弦规律变化,变化范围为8~248K,实验结果与设计目标相吻合.     

3mm波段辐射计特性参数的测试

对新设计的一种3mm波段辐射计的特性参数进行了测量,辐射计的特性参数包括灵敏度、测温范围以及辐射计中参考负载和定标黑体的辐射温度修正量.由于受国内3mm波段技术的限制,给3mm波段辐射计的设计和测量带来很大的困难.本文采样口面定标方法,在实验室确定了新设计的3mm波段辐射计的特性参数,以保证它的实际使用意义.     

TwinSAR-L基线定标中的参考高程误差分析

为分析分布目标基线定标方法的L波段适用性,本文结合我国于2021年发射的L波段编队InSAR卫星（TwinSAR-L）的系统参数,从典型分布目标的穿透和后向散射系数特性出发,指出分布目标参考高程误差不仅包括自身测量误差还包含由穿透和信噪比去相干引入的参考高程误差ΔherrPen和ΔherrSNR,并利用TwinSAR-L数据及TanDEM-X分布目标基线定标模型分析了这两项误差与基线定标误差之间的关系。最后,利用ALOS-2数据定量分析发现研究区域L波段的ΔherrPen,ΔherrSNR分别为1.09m,1.39m。这将分别引入7.9mm,10mm的基线定标误差,严重影响基线定标和后续DEM产品精度。本文的研究工作对TwinSAR-L的基线定标具有一定的理论指导意义。