首页 > 论文 > 大气与环境光学学报 > 11卷 > 2期(pp:134-142)

光学遥感器星上定标米散射板特性测量与分析

Characteristic Measurement and Analysis of Mie Scattering Diffuser Used for On-Board Calibration for Satellite Optical Sensors

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

为了考察米散射板光学、物理性能以及空间环境适应性,对米散射板的方向半球反射比(DHR)、双向反射分布函数(BRDF)、电阻率等进行了测量和 标定,并对其做了系列空间环境试验。结果表明:米散射板在350~2000 nm波段反射率大于80%,光谱反射率每100 nm差异小于0.024,表现出 较好的光谱平坦性;当光源以天顶角10°~75°照明,并0°探测时, 900 nm波段BRDF平均每度变化小于5.2×10-4, 表现出很好的朗伯性;经检测电阻率≤1012{\\mkern 1mu}Ω·cm,低电阻率可大幅度降低在轨航天环境静电充放电风险;空间环境辐照试验表明, 米散射板具有很好的空间环境稳定性。综上所述,米散射板能够满足静止轨道光学遥感器星上定标需要。

Abstract

In order to investigate the optical and physical properties and stability of the Mie scattering diffuser(MSD) in spatial environment, some reflective properties including the directional hemisphere reflectance (DHR), the bidirectional reflectance distribution function (BRDF) and the resistivity were measured. The results show that the reflectance achieves 80% at the band of 350~2000 nm, the differences of the reflectance is less than 0.024 per hundred nm. The variations rate of BRDF(10°~75°) is less than 5.2×10-4 at the band of 900 nm. The resistivity of MSD is about 1012{\\mkern 1mu}Ω·cm, it reduces the internal charging hazards to a great extent in the space. The experiment of radiation test shows that the MSD has the characteristic of stability of orbit radiation. Therefore, MSD can satisfy the requirements for space applications of use of the geosychronous orbit satellites.

广告组1 - 空间光调制器+DMD
补充资料

中图分类号:O43;TP73

DOI:1673-6141(2016)02-0134-09

所属栏目:光学遥感

基金项目:Supported by Scientific Research Equipment Project of Chinese Academy of Sciences (中国科学院科研装备项目, YZ201125), National 863 Program (国家863计划, 2012AA12A302)

收稿日期:2015-03-20

修改稿日期:2015-03-26

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

曹兴家:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
司孝龙:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
施家定:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
陈洪耀:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
黄文薪:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
杜志强:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
刘辉:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
徐伟伟:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
李鑫:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
张黎明:中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031

联系人作者:曹兴家(xingjiacao@qq.com)

备注:曹兴家(1986-),男,湖北黄石人,研究生,主要从事卫星遥感星上定标研究。

【1】Gu Xingfa, Tian Guoliang, Yu Tao, et al. The Theory and Method of Radiometric Calibration of Space Optical Sensors[M]. Beijing: Science Press, 2013(in Chinese).
顾行发, 田国良, 余 涛, 等. 航天光学遥感器辐射定标原理与方法[M]. 北京: 科学出版社, 2013.

【2】Haas E, Moyer D, Luccia F De, et al. VIIRS solar diffuser bidirectional reflectance distribution function (BRDF) degradation factor operational trending and update[J]. Earth Observing Systems, 2012, 8510(16): 851016-1-851016-8.

【3】Delwart S, Bourg L. MERIS calibration: 10 years[J]. Earth Observing Systems, 2013, 8866(66880Y): 88660Y-1-88660Y-16

【4】Bruegge C J, Val S, Diner D J, et al. Radiometric stability of the Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) following 15 years on-orbit[J]. Earth Observing Systems, 2014, 9218(92180N): 92180N1-92180N11.

【5】Xiong X, Sun J, Esposito J, et al Characterization of a solar diffuser’s bi-directional reflectance factor using spacecraft maneuvers[J]. SPIE, 2003, 5151: 375-383.

【6】Yang Benyong, Zhang Liming, Shen Zhengguo, et al. Characteristic measurement of diffuser panel used for on-board calibration for satellite optical sensors[J]. Optics and Precision Engineering, 2009, 17(8): 1851-1858(in Chinese).
杨本永, 张黎明, 沈政国, 等. 光学传感器星尚定标漫射板的特性测量[J]. 光学 精密工程, 2009, 17(8): 1851-1858.

【7】National Aeronautics and Space Administration. Mitigating in-Space Charging Effects[M]. NASA Technical Handbook, NASA-HDBK-4002A, 2011.

【8】Heath D F, Georgiev G. Characteristics of a new type of Mie scattering volume diffuser and its use as a spectral albedo calibration standard for the solar reflective wavelength region[C]. Proc. SPIE, 2011: 81530V-81530V-14.

【9】Li Junlin, Zhang Liming, Si Xiaolong, et al. BRDF device based on six-axis robot[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(11): 2983-2989(in Chinese).
李俊麟, 张黎明, 司孝龙, 等. 基于六轴串联机械手的双向反射分布函数测量装置[J]. 光学 精密工程, 2014, 22(11): 2983-2989.

【10】Chen Hongyao, Zhang Liming, Shi Jiading, et al. High accuracy gonioreflectometer for solar diffuser spectral BRDF measurement[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2014, 9(1): 72-80(in Chinese).
陈洪耀, 张黎明, 施家定, 等. 高精度星上定标漫射板双向反射分布函数(BRDF)绝对测量系统研究[J]. 大气与环境光学学报, 2014, 9(1): 72-80.

【11】The national standard of the people’s Republic of China-Methods of test for volume resistivity and surface resistivity of solid electrical insulating materials[S]. GB/T 1410-2006. Beijing: The people’s Republic of China State Administration of Quality Supervision Inspection and quarantine, 2006(in Chinese).
中华人民共和国国家标准-固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻试验方法[S]. GB/T 1410-2006. 北京: 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 2006.

【12】Nunes E H M, Lameiras F S. The optical absorption of gamma irradiated and heat-treated natural quartz[J]. Mater. Res., 2005, 8(3): 305-308.

【13】Rodgers D. Spacecraft charging-environment-induced effects on the electrostatic behaviour of space systems, ECSS-20-06 (Draft v0.18)[R]. Noordwijk, The Netherlands: ESA Publications Divisions, 2005-07.

【14】Huang Jianguo, Chen Dong. A study of deep dielectric charging on satellites for different grounding patterns[J]. Acta Physica Sinica, 2004, 53(5):1611-1616(in Chinese).
黄建国, 陈 东.不同接地方式的卫星介质深层充电研究[J]. 物理学报, 2004, 53(5): 1611-1616.

【15】Choi S, Ahn Y H, Han H J, et al. Prelaunch characterization of the geostationary ocean color imager[J]. Ocean Remote Sens.: Meth. Appl., 2009, 7459(74590I): 74590I-1-74590I-9.

【16】Kang G, Coste P, Faure F, et al. An In-orbit radiometric calibration method of the geostationary ocean color imager[J]. Trans. Geos. Remote Sens., 2010, 48(12): 4322-4328.

引用该论文

CAO Xingjia,SI Xiaolong,SHI Jiading,CHEN Hongyao,HUANG Wenxin,DU Zhiqiang,LIU Hui,XU Weiwei,LI Xin,ZHANG Liming. Characteristic Measurement and Analysis of Mie Scattering Diffuser Used for On-Board Calibration for Satellite Optical Sensors[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2016, 11(2): 134-142

曹兴家,司孝龙,施家定,陈洪耀,黄文薪,杜志强,刘辉,徐伟伟,李鑫,张黎明. 光学遥感器星上定标米散射板特性测量与分析[J]. 大气与环境光学学报, 2016, 11(2): 134-142

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF