星載太陽紫外光譜監(jiān)視器輻射定標的研究.pdf

1、紫外-真空紫外波段的空間遙感探測對認識太陽和地球大氣以及宇宙空間具有重要的應用價值.本論文第一章介紹了國外太陽和地球大氣的紫外遙感現(xiàn)狀以及國內(nèi)紫外遙感的發(fā)展.我國紫外光譜遙感儀器研制經(jīng)歷了從地面樣機到氣球搭載,再到星載的過程,已研制成星載太陽紫外光譜監(jiān)視器,并成功地搭載神州三號飛船進行了飛行試驗.本論文第二章簡要討論了太陽紫外光譜監(jiān)視器的結(jié)構、性能、主要技術指標、工作方式及在軌工作狀態(tài).通過太陽紫外光譜在大氣中的傳輸及后向散射的計算,對

2、太陽紫外光譜及太陽后向散射紫外光譜的變化范圍有了了解.通過進一步光譜輻射在儀器中的傳輸?shù)挠嬎?估算儀器的輸出信號電流,從而對整個測量過程進行了描述和估算.星載太陽紫外光譜監(jiān)視器沒有內(nèi)定標系統(tǒng),需要在發(fā)射前進行地面輻射定標,標準光源和漫反射板是定標裝置中重要的組成部件,本論文第三章介紹了紫外-真空紫外輻射標準,壁穩(wěn)氬弧及同步輻射輻射標準.給出了作為傳遞標準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漫反射光學元件安裝在太陽紫外光譜監(jiān)視器的入射狹縫前,太陽紫外光譜監(jiān)視器在軌測量時,太陽輻射入射到鋁漫反射板后進入入射狹縫,光譜輻照度的角度是變化的,本章測量了鋁漫反射的相對雙向反射分布函數(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相對雙向反射分布函數(shù)的影響,使得測量數(shù)據(jù)反演成為可能.第四章在對標準光源和漫反射板的研究基礎上,建立了定標裝置,對太陽紫外光譜監(jiān)視器進行了地面輻射定標.地面輻射定標分為光譜輻照度定標和光譜輻亮度定標.光譜輻照度定標中選用了鹵鎢燈作為250nm~400nm標準光源,氘燈作為200nm~300nm的傳遞光源.采用漫反射板方法標定了太陽紫外光譜監(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定裝置中標準燈、朗伯漫反射板以

5、及光譜儀的入射狹縫等對定標結(jié)果的影響,得出了最佳標定條件.實驗中采用微積分方法解決了點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度.根據(jù)太陽紫外光譜監(jiān)視器的地面標定結(jié)果,對從神舟三號上下載的測量數(shù)據(jù)進行處理獲得了地外太陽紫外光譜輻照度和地球大氣后向散射光譜輻亮度,與國際上的測量結(jié)果對比相對誤差在10％以內(nèi).第五章對空間成像光譜技術進行了初步研究.在成像光譜技術發(fā)展過程中,阿達碼變換成像光譜技術是一種調(diào)制成像的