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安光所开展高分七号卫星“双线阵相机”辐射一致性校正试验
来源:本站 浏览次数:1643 发布时间:2020-10-10

校准是指在规定条件下,为确定计量器具示值误差的一组操作。在规定条件下,为确定计量仪器或测量系统的示值,或实物量具或标准物质所代表的值,与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。校准结果可用以评定计量仪器、测量系统或实物量具的示值误差,或给任何标尺上的标记赋值。

近期,合肥研究院安光所在内蒙古自治区包头市国家高分辨率综合定标场开展了双线阵相机辐射一致性校正试验,该实验旨在验证该课题组承担的“高分七号卫星大气辐射校正与特征参数反演技术”项目的大气辐射校正和特征参数反演算法的正确性。

参试人员使用SVC地物光谱仪和自主研发的BRDF测量架,分别对靶标和沙地进行了测量,获取了BRDF测量数据。并在高分七号卫星过顶时段测量了靶标、沙地及典型植被的光谱反射率数据。试验数据用于高分七号卫星双线阵相机辐射一致性校正,并为地物反射率反演提供地面验证数据,可有效提高遥感数据定量化水平。

双线阵相机,就是两台线阵推扫成像相机,位置一前一后,分别是前视相机和后视相机,为地球拍摄出清晰立体的图像。2019年11月3日,中国高分辨率对地观测系统重大专项的高分七号卫星顺利发射入轨。在高分七号卫星上,承担高分辨率测绘成像主任务的是由中国航天科技集团有限公司五院508所研制的双线阵相机,被专家们形象地称为“卫星上的孪生摄影师”。

前后视相机的成像光机主体,相当于单反相机的长焦镜头,设计完全相同,看上去一模一样,就像一对双胞胎,可以满足立体成像的需求。随着高分七号卫星的稳定飞行,卫星上携带的前、后视相机以推扫方式,分别从前后两个方向对地面同一景物进行不同角度的观测,先从后面拍,再从前面拍,这两张前后一定角度的成像,结合卫星的精确定轨参数,经过大量数据处理和坐标转换等,能推演出平面数据和高程数据。同时,卫星携带的激光测高仪测出来的高程数据能够对前面提供的高程数据进行标定,高精度立体影像就出炉了。

高分七号卫星上的后视相机比前视相机另外多设计了4个多光谱谱段成像功能,用来制作彩色地图。从506公里的轨道高度,前视相机对地角度取值26°,后视相机对地角度为5°。这样的优点是既能够得到立体的成像效果,也可以得到近似于正视地球的效果。正视及接近于正视的遥感图像,可以满足除测绘外的国土普查、地物辨别、农作物种植等方面的需求。

高分七号双线阵相机两台“双胞胎”相机分辨率是亚米级的,前视相机分辨率为0.8米左右,后视相机出图有两种分辨率,全色谱段(黑白照片)分辨率为0.64米,多光谱谱段(彩色照片)分辨率为2.6米左右。

光谱仪又称分光仪,广泛为认知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。

地物光谱仪设计采用当前尖端技术打造而成。光学系统采用了光栅分光的水平反射式光路实现光谱范围的全覆盖,采用了100%线阵探测器技术和制冷的InGaAs探测器,从而保证了优良的波长和辐射测量稳定性;全谱段测试可在一秒内完成,在仪器体积、光谱分辨率、信号质量和测量速度均达满意的结果,获得的光谱数据理想。满足野外现场矿物分析,遥感地面验证光谱分析等的需要。

地物光谱仪的组成包括:前置光学模块,用于收集目标反射光,对收集到的光进行准直,并输出准直的光;分光成像模块,其包括线性渐变滤光片、光电转换器以及光电转换驱动电路,线性渐变滤光片对前置光学模块输出的准直的光进行分光,光电转换驱动电路控制光电转换器采集经线性渐变滤光片分光后的光谱,并输出采集的光谱数据;处理模块,与分光成像模块连接,对光电转换器采集的光谱数据进行处理以及显示;控制模块,用于向处理模块以及光电转换驱动电路发送控制信号。SVC地物光谱仪光路系统可操作性和可靠性强,灵敏度高。

同时该地物光谱仪结构简单、体积小,便于携带和使用。可用做测量辐射,辐照度,CIE颜色,反射和透射。用于从遥感测量,农作物监测,森林研究到工业照明测量,海洋学研究和矿物勘察的各方面应用。操作简单,软件包功能强大。使野外采集数据的时间减到更小,同时确保测量光谱的质量更佳。无论是在不同的方位测量还是不同的环境下,在遥感和分析应用都能带来如同实验室实验结果的质量。 采用了工业级触控彩色显示屏,同时采用了独有光学设计内置摄像头(相机) ,GPS,激光指示器,内置光学快门控制,显示扫描次数和自动保存数据,使野外操作更加方便便捷,非常适合野外地物光谱测量。其主要优势如下:便携,自带数据采集功能; 快速获取数据,并可储存大量数据;USB 数据线容易与电脑连接读取测量的数据;l彩色显示屏,直接观测采集的数据;操作灵活,既可用仪器操作,也可连接外部电脑操作;精准的结果,高精度,可减少暗电流;内置激光器,可精准锁定目标;运行时间长。

新闻\图片来源:中国科学院合肥物质科学研究院