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星上反射率定标原理及其精度保持方法研究

Theory and Precision Maintenance Method of On-Orbit Reflectance Calibration

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摘要

论述了太阳漫反射板星上反射率定标原理,建立了基于太阳漫反射板的星上反射率定标物理模型。太阳漫反射板双向反射分布函数(BRDF)会随时间发生衰减,是星上定标不确定度的主要来源,为此对监测太阳漫射板BRDF方法展开了研究。建立了中分辨率成像光谱仪(MODIS)太阳漫射板稳定性监测辐射计的监测物理模型,分析其在在轨性能评估中发现的问题。提出了一种积分球“双入光口+挡板”的光学结构,在保证功能实现的基础上简化了物理模型,减少了影响仪器不确定的因素。实验验证了该光学结构可防止太阳观测端口响应出现波纹。根据新光学结构的监测物理模型,参照目前国内对其相关参数的测试水平,对其监测不确定度进行了预估。结果表明,其监测不确定度可优于0.68%。

Abstract

The theory of on-orbit reflectance calibration of the solar diffuser panel is expounded and the physical model of on-orbit reflectance calibration is established. As the precision of on-orbit calibration is affected mostly by the degeneration of the solar diffuser’s bidirectional reflectance distribution function(BRDF), the method of monitoring the degeneration of BRDF is discussed. According to the monitoring physical model of the solar diffuser stability monitor of the moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) and the problem founded in the on-orbit performance evaluation, an optical structure of integrating sphere with two imports for light and a baffle inside is proposed. The parameters in its physical model are decreased and some factors that bring uncertainties are cut down while the function can be ensured. It is validated that the optical structure can prevent the sun view response from the ripple signal response in experiment. Based on the physical model of the new optical structure and the domestic testing level, the uncertainty of this system is estimated, and it can be less than 0.68%.

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补充资料

中图分类号:O439

DOI:10.3788/aos201636.0623001

所属栏目:光学器件

基金项目:国家自然科学基金(41301374)

收稿日期:2016-01-22

修改稿日期:2016-02-04

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

黄文薪:中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
张黎明:中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
司孝龙:中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
曹兴家:中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
朱雪梅:中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
李孟凡:中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所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:黄文薪(huangwenxin.060569@163.com)

备注:黄文薪(1988-),男,博士研究生,主要从事光学遥感器星上定标方面的研究。

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引用该论文

Huang Wenxin,Zhang Liming,Si Xiaolong,Cao Xingjia,Zhu Xuemei,Li Mengfan. Theory and Precision Maintenance Method of On-Orbit Reflectance Calibration[J]. Acta Optica Sinica, 2016, 36(6): 0623001

黄文薪,张黎明,司孝龙,曹兴家,朱雪梅,李孟凡. 星上反射率定标原理及其精度保持方法研究[J]. 光学学报, 2016, 36(6): 0623001

被引情况

【1】李孟凡,邹鹏,孙真,金洁,曹兴家,黄文薪,洪津,司孝龙,乔延利. 比值辐射计空间环境适应性设计及验证. 光子学报, 2016, 45(11): 1128001--1

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【8】汪伟,张黎明,徐伟伟,司孝龙,黄文薪. AGRI中太阳漫反射板反射率衰减监测仪的角度因子在轨校验研究. 光学学报, 2020, 40(11): 1128002--1

【9】黄文薪,张黎明,司孝龙,许和鱼,陈洪耀,李鑫,赵艳华. GF-5全谱段光谱成像仪星上定标组件在轨性能评价. 光学学报, 2020, 40(20): 2029001--1

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