基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法
【專利摘要】基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法，涉及遙感成像光譜儀空間探測領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有分波段（通道）探測法存在的過程復(fù)雜、研制成本高的問題，該方法為：步驟i：確定空間探測目標(biāo)的光譜輻射分布特性L(λ)；步驟ii：對成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)中的各光學(xué)元件進(jìn)行選擇性鍍膜；步驟iii：計算成像光譜儀中的探測器對應(yīng)各光譜信號輸出電子數(shù)的理論值Se(λ)；步驟iv：在成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)中加入具有特定光譜透過率功能的濾光片，濾光片的理想光譜透過率τfilter(λ)為：k為比例系數(shù)，0.8<k<0.95。本發(fā)明使高量級動態(tài)范圍的大氣散射信號通過成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)后降低到探測器像面能探測的動態(tài)范圍上，實現(xiàn)了超越探測器動態(tài)范圍的探測，可靠性高、研制成本低。
【專利說明】基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及遙感成像光譜儀空間探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)空間大氣隨臨邊高度、波長變化的輻射特性分析，在紫外/可見波段，地球臨邊大氣散射光譜輻亮度隨波長變化的動態(tài)范圍高達(dá)IO5~6量級，而紫外CCD探測器動態(tài)范圍一般為IO3~4量級。為了實現(xiàn)大動態(tài)范圍的探測，通常采用分波段(通道)探測法，即將大動態(tài)范圍的光譜信號分解為滿足探測器動態(tài)范圍的多個波段分別進(jìn)行探測，雖然聯(lián)合各探測波段實現(xiàn)了紫外/可見波段超越探測器動態(tài)范圍的光譜信號的測量，但極大地增加了儀器的復(fù)雜程度和研制成本，并對衛(wèi)星平臺資源提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有分波段(通道)探測法存在的過程復(fù)雜、研制成本高的問題，本發(fā)明提供一種基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法。
[0004]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法，該方法的條件和步驟如下:
[0006]步驟1:確定空間探測目標(biāo)的光譜輻射分布特性，即成像光譜儀入瞳處的光譜輻亮度分布L(X)；
[0007]步驟i1:對成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)中的各光學(xué)元件進(jìn)行選擇性鍍膜，反射光學(xué)元件鍍紫外增反膜，透射光學(xué)元件鍍紫外增透膜；
[0008]步驟ii1:利用成像光譜儀入瞳處的光譜輻亮度分布L( λ )測量得到成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)的紫外光譜信號的傳輸效率λ)及探測器的相關(guān)參數(shù)，在保證弱紫外光譜信號能探測的前提下，設(shè)計積分時間tint，計算成像光譜儀中的探測器對應(yīng)各光譜信號輸出電子數(shù)的理論值\(入)；
[0009]步驟iv:在成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)中加入具有特定光譜透過率功能的濾光片，濾光片的理想光譜透過率TfiltoU)為:
【權(quán)利要求】
1.基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法，其特征在于，該方法的條件和步驟如下: 步驟1:確定空間探測目標(biāo)的光譜輻射分布特性，即成像光譜儀入瞳處的光譜輻亮度分布L(X); 步驟i1:對成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)中的各光學(xué)元件進(jìn)行選擇性鍍膜，反射光學(xué)元件鍍紫外增反膜，透射光學(xué)元件鍍紫外增透膜； 步驟ii1:利用成像光譜儀入瞳處的光譜輻亮度分布L(X)測量得到成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)的紫外光譜信號的傳輸效率'(λ)及探測器的相關(guān)參數(shù)，在保證弱紫外光譜信號能探測的前提下，設(shè)計積分時間tint，計算成像光譜儀中的探測器對應(yīng)各光譜信號輸出電子數(shù)的理論值SeU)； 步驟iv:在成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)中加入具有特定光譜透過率功能的濾光片，濾光片的理想光譜透過率Tfilto(A)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法，其特征在于，步驟i中，利用大氣傳輸模擬軟件MODTRAN，計算空間探測目標(biāo)在選定紫外/可見波段的典型大氣條件下的地球臨邊大氣光譜輻射分布特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于成像光譜儀的超越探測器動態(tài)范圍探測的方法，其特征在于，步驟iii中，成像光譜儀中的探測器對應(yīng)各光譜信號輸出電子數(shù)的理論值\(λ)的計算式為:
【文檔編號】G01J3/30GK103698011SQ201310671255
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王淑榮, 薛慶生, 李占峰 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所