“高分五号”卫星于2018年5月9日成功发射, 是我国第一颗高光谱观测卫星, 大气主要温室气体监测仪是其中一台有效载荷, 采用空间外差光谱技术进行高光谱分光, 是国际上首台基于该体制的星载温室气体遥感设备。阐述了载荷的基本工作原理, 包括分光原理、工作模式及通道设置等内容。载荷的光学系统主要由五部分组成, 核心单元为一体化胶合干涉仪, 为避免光谱混叠对窄带滤光片的指标参数要求较高。为提高在轨数据定量化水平, 载荷设计了基于漫反射板系统的定标装置, 可满足光谱及辐射定标要求。最后, 梳理了载荷数据处理的基本流程, 并对首批观测数据进行了光谱复原, 成功获取了1级数据产品, 为下一步温室气体反演应用奠定了基础。

Offner反射式成像镜头相比于透射成像镜头具有适用波段范围宽、像差小、相对数值孔径较大、结构简单紧凑以及空间适应性良好的优点。结合空间外差技术特点和要求，给出了一种Offner成像镜头的设计方法和光路结构。该设计通过在出射光路中加入透镜改变缩放比，离轴装配消除像差的方法，可以满足空间外差光谱仪中对定域面干涉条纹进行任意比例缩放的要求。在系统要求数值孔径为0.042、缩放比为-0.86221的条件下，给出了设计实例，且点列图最大均方根半径优于1.81 μm。最后对该系统进行了像质评价和公差分析，分析结果表明其成像质量可以满足空间外差光谱仪对成像镜头的要求，在现有加工和装配水平条件下可工程化实现。