星載太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器輻射定標(biāo)的研究.pdf

1、紫外-真空紫外波段的空間遙感探測(cè)對(duì)認(rèn)識(shí)太陽(yáng)和地球大氣以及宇宙空間具有重要的應(yīng)用價(jià)值.本論文第一章介紹了國(guó)外太陽(yáng)和地球大氣的紫外遙感現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)紫外遙感的發(fā)展.我國(guó)紫外光譜遙感儀器研制經(jīng)歷了從地面樣機(jī)到氣球搭載,再到星載的過程,已研制成星載太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器,并成功地搭載神州三號(hào)飛船進(jìn)行了飛行試驗(yàn).本論文第二章簡(jiǎn)要討論了太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器的結(jié)構(gòu)、性能、主要技術(shù)指標(biāo)、工作方式及在軌工作狀態(tài).通過太陽(yáng)紫外光譜在大氣中的傳輸及后向散射的計(jì)算,對(duì)

2、太陽(yáng)紫外光譜及太陽(yáng)后向散射紫外光譜的變化范圍有了了解.通過進(jìn)一步光譜輻射在儀器中的傳輸?shù)挠?jì)算,估算儀器的輸出信號(hào)電流,從而對(duì)整個(gè)測(cè)量過程進(jìn)行了描述和估算.星載太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器沒有內(nèi)定標(biāo)系統(tǒng),需要在發(fā)射前進(jìn)行地面輻射定標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)光源和漫反射板是定標(biāo)裝置中重要的組成部件,本論文第三章介紹了紫外-真空紫外輻射標(biāo)準(zhǔn),壁穩(wěn)氬弧及同步輻射輻射標(biāo)準(zhǔn).給出了作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)光源的氘燈的光譜分布及影響精度的因素.研究了漫反射板的制作及其性能,引入了描述材料漫

3、反射的物理量和理想漫反射板-朗伯表面,然后從朗伯特性出發(fā),研究了自制的硫酸鋇漫反射板的定向-半球反射率和雙向反射分布函數(shù),給出了它與朗伯漫反射板的比較結(jié)果.鋁漫反射板作為一個(gè)漫反射光學(xué)元件安裝在太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器的入射狹縫前,太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器在軌測(cè)量時(shí),太陽(yáng)輻射入射到鋁漫反射板后進(jìn)入入射狹縫,光譜輻照度的角度是變化的,本章測(cè)量了鋁漫反射的相對(duì)雙向反射分布函數(shù),研究了鍍膜(Al+MgF<,2>)前后光譜反射率的變化,漫反射的光譜特性及漫

4、反射板表面粗糙度對(duì)相對(duì)雙向反射分布函數(shù)的影響,使得測(cè)量數(shù)據(jù)反演成為可能.第四章在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源和漫反射板的研究基礎(chǔ)上,建立了定標(biāo)裝置,對(duì)太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器進(jìn)行了地面輻射定標(biāo).地面輻射定標(biāo)分為光譜輻照度定標(biāo)和光譜輻亮度定標(biāo).光譜輻照度定標(biāo)中選用了鹵鎢燈作為250nm~400nm標(biāo)準(zhǔn)光源,氘燈作為200nm~300nm的傳遞光源.采用漫反射板方法標(biāo)定了太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器的光譜輻亮度.通過積分的方法分析了光譜輻亮度標(biāo)定裝置中標(biāo)準(zhǔn)燈、朗伯漫反射板以

5、及光譜儀的入射狹縫等對(duì)定標(biāo)結(jié)果的影響,得出了最佳標(biāo)定條件.實(shí)驗(yàn)中采用微積分方法解決了點(diǎn)光源照明漫反射板的光譜輻照度不均勻的問題,獲得了較精確的光譜輻亮度響應(yīng)度.根據(jù)太陽(yáng)紫外光譜監(jiān)視器的地面標(biāo)定結(jié)果,對(duì)從神舟三號(hào)上下載的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得了地外太陽(yáng)紫外光譜輻照度和地球大氣后向散射光譜輻亮度,與國(guó)際上的測(cè)量結(jié)果對(duì)比相對(duì)誤差在10％以內(nèi).第五章對(duì)空間成像光譜技術(shù)進(jìn)行了初步研究.在成像光譜技術(shù)發(fā)展過程中,阿達(dá)碼變換成像光譜技術(shù)是一種調(diào)制成像的