中红外至远红外的超光谱传感器电玩城赢钱上下分,高光谱红外一致性传递定标技术

 仪器摆设     |      2020-03-02

“空间辐射基准传递定标及地基验证技术”项目由定量遥感信息技术院牵头。近日,该项目的成果——高空球载中远红外高光谱参考载荷及载荷舱方案评审会在北京召开。  该项目是为提升遥感定量化发展对数据产品质量,为了现实空间辐射基准传递定标技术,研究团队采用干涉式仪器作为中远红外高光谱参考载荷。这是精密光学测量仪器搭载高空气球上进行试验。会议组对载荷减震与防冲击进行讨论,最后该方案通过评审。  红外、近红外、中红外、远红外的同属红外线,区别为波长不同。  红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波,波长在750纳米至1毫米之间,是波长比红光长的非可见光。覆盖室温下物体所发出的热辐射的波段。透过云雾能力比可见光强。在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。  高光谱分辨率遥感  用很窄而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米(nm)数量级,通常具有波段多的特点,光谱通道数多达数十甚至数百个以上,而且各光谱通道间往往是连续的,因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱遥感。  高光谱分辨率遥感在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内,获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。

近日,由中科院、苏州大学、国家卫星气象中心等单位的9名专家组成项目验收专家组对“高光谱红外一致性传递定标技术”项目进行验收。  项目组向验收专家现场展示了项目所研制的地物及机载高光谱红外成像仪、包头场测试目标系统等典型成果。  该项目创新研制了自定标地物成像光谱仪,波长覆盖可见光至长波红外;改进型Offner光谱仪和背景辐射综合抑制技术,研制了高光谱成像仪;实现了全谱段全天时地面、大气到卫星载荷的端对端一致性传递定标,定标精度达到国际先进水平。  光谱测量,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。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。分为单色仪和多色仪两种。    成像光谱仪,是新一代传感器。主要应用于高光谱航空遥感。在航天遥感领域高光谱也开始应用。它是以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器。通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起,可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。  高光谱成像技术,将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。目前高光谱成像技术发展迅速,常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。应用在食品安全、医学诊断、航天领域等领域。 标签: 光谱仪

高分五号卫星就像是一个“全能运动员”,在国内首次运用高光谱/多光谱对地成像观测、天底观测、掩星观测、海洋耀斑观测、多角度观测、偏振观测等多种探测手段,是国内探测手段最多的光学遥感卫星,工作模式多达26种。它强大的综合观测能力让用户对卫星的需求更为迫切。据蒋光伟透露,当时国内低轨遥感业务星设计寿命一般为3-5年,高分五号作为首颗科学试验卫星,设计寿命要求达到8年,还要提前发射,这使研制工作难度进一步加大。 要知道,高分五号在705公里的太阳同步轨道,每天都要经历近15次高低温变化和空间辐照影响,这对卫星使用寿命无疑是极大考验。为此,研制团队整整花了一年时间重新论证并改进、优化原先的设计方案,从元器件到线缆,从电源到活动部件,从载荷到平台,一一梳理,并针对探测器、制冷机等寿命薄弱环节开展了75项试验验证,突破多项关键技术。 为验证数传分系统的核心单机固存的长寿命和高可靠性,团队做了8万次的读写试验,相当于在轨使用16年,没有发现一个坏区。卫星天线在轨每天要进行大角度的摆动,是对使用寿命考验最大的部件之一。即使卫星实际在轨运行8年也只需6万多次摆动,但高分五号团队在地面做了8万次摆动验证试验。 高分五号卫星从立项研制到成功发射正好经历了国家提出建设美丽中国砥砺奋进的五年,在轨运行的前三年是我国进行环境治理攻坚战的三年。投入使用后,将在我国高光谱分辨率遥感卫星应用方面起到重要示范作用。 可见短波红外高光谱相机可用于观测叶绿素、藻胆素、木质素、植被细胞和含水量、水体悬浮物、水汽和二氧化碳的强吸收带、冰雪粒大小、地表矿物成分、岩石类别和油气渗漏等。将有力提升我国在环境、生态、资源、农业、林业等多个领域遥感监测方面的能力,助力美丽中国和富强中国的建设,使我国高光谱遥感技术再上新台阶,走在国际前列。 高光谱分辨率遥感是用很窄而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米数量级,通常具有波段多的特点,光谱通道数多达数十甚至数百个以上,而且各光谱通道间往往是连续的,因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱遥感。 高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域,它利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得有关数据,它包含了丰富的空间、辐射和光谱三重信息。高光谱遥感的出现是遥感界的一场革命,它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质,在高光谱遥感中能被探测。 国际遥感界的共识是光谱分辨率在λ/10数量级范围的称为多光谱,这样的遥感器在可见光和近红外光谱区只有几个波段,如美国 LandsatMSS,TM,法国的SPOT等;而光谱分辨率在λ/100的遥感信息称之为高光谱遥感;随着遥感光谱分辨率的进一步提高,在达到λ/1000时,遥感即进入超高光谱阶段。

日前,我国成功发射风云三号D星。星上搭载的两台核心光学仪器——中分辨率成像仪Ⅱ型和全新研制的红外高光谱大气探测仪,由中科院上海技术物理研究所承担研制。 作为风云系列气象卫星家族的新成员,风云三号D卫星将与2013年9月发射成功的风云三号C卫星共同组网,强化我国极轨气象卫星上、下午星组网观测的业务布局。 历来推崇“实干见物”的上海技物所人,坚守初心,御风前行,为在世界舞台上更好地谱写我国空间红外光电技术的强国新篇章不断奋勇前行。 光谱成像仪媲美全球最强 中分辨率光谱成像仪Ⅱ型是D星搭载的核心光学仪器,可与美国最新发射的联合极轨气象卫星的成像仪器相媲美,有望成为国际上最先进的宽幅成像遥感仪器之一。该载荷是在风云三号卫星前3颗星配置的两台成像仪器——扫描辐射计和中分辨率光谱成像仪的基础上升级而来,相较原有的光谱成像仪新增了6个红外通道,更重要的是新增了地面分辨率可以达到250米的红外分裂窗通道,仪器定标精度和探测灵敏度指标全面提高。 研制团队在高灵敏度探测、全谱段星上实时定标提高定量化性能、多光路低温光校等技术上实现了新的创新和进步,载荷可以通过250米可见光近红外通道每日无缝隙获取全球真彩色遥感图像,并可成为世界上首台获取全球250米分辨率长波红外分裂窗区资料的成像仪器。 这一技术提升可以实现云、、水汽、陆地表面特性、海洋水色等大气、陆地、海洋参量的高精度定量反演,为我国生态治理与恢复、与保护提供科学支持,为全球生态环境、灾害监测和气候评估提供中国观测方案。 大气“CT机” 接近国际先进 红外高光谱大气探测仪为D星首次配置的光学载荷。它的“新”主要体现在:采用目前国际最先进的动镜式傅里叶干涉探测技术,实现对地气系统的高光谱分辨率红外观测。通过60毫米有效大口径、每秒4辐的快速光谱探测,探测仪可以在3.92微米到15.38微米红外光谱波段范围的1370个通道均实现0.625波数的探测能力,对大气进行分层精细观测。该性能可使我国大气温度和大气湿度廓线反演精度在现基础上提高 1倍以上,接近国际先进水平。 研制团队首次在国内实现中波波段锑化铟材料光伏探测器的高性能航天应用。同时,红外全光路热控和辐射控制、200K的低温光学技术的应用能显著提升仪器性能,并通过基于仪器模型开展高精度辐射和光谱定标,实现仪器研制和用户预处理的协同研究,有效提升仪器定量化水平。 目前,我国极轨气象卫星和静止轨道气象卫星都已实现升级换代,上海技术物理研究所在气象卫星光学载荷研制能力上的不断进步和创新,已使我国成为世界上唯一在高低轨同时具备多通道成像和高光谱大气垂直探测能力的国家,使我国的气象科技跻身世界一流。 中分辨率光谱成像仪Ⅱ型是D星搭载的核心光学仪器,仪器定标精度和探测灵敏度指标全面提高;而红外高光谱大气探测仪为D星首次配置的光学载荷,该性能可使我国大气温度和大气湿度廓线反演精度在现基础上提高 1倍以上,接近国际先进水平,均足以见证气象卫星光学载荷研制能力上的不断进步和创新。

2. 超光谱传感器的现状与动向飞机上装备的超光谱传感器,适合以更高分辨率调查人造卫星拍摄的辽阔地区。高度可从靠近地表面到20km不等,能够得到各种分辨率的光谱。表4介绍的是现在飞机上装备的超光谱传感器的典型产品。波长范围,大多数情况都是0.4~2.5µm的可见光至近红外波段,频谱数大于200。选择这个波长段的理由,是只考虑了太阳光的反射干扰,当扩展至3~5µm时,300K的日照干扰将会引起情况变化,因此数据处理变得困难。NASA的发动机推进研究所开发的AVIRIS(机载可见光/红外成像分光仪),装载在ER-2型飞机上,用于从20km高度探测分光图像,目的是进行地球环境调查、资源探测、植物培育状态,以及海军为登陆进行的调查等军事目的。测量波长范围0.4μm~2.0μm,波长分辨率0.01μm。可见光测量使用Si/CCD成像传感器,红外测量使用InSb成像传感器。中红外至远红外的超光谱传感器,刚刚步上正轨。在唯一的DARPA的超光谱探雷计划里,夏威夷大学开发了波长8~11.5μm的远红外传感器AHI。AHI采用了洛克威尔科学公司的像素尺寸为40μm的256×256元MCT二维阵列传感器芯片,为提高灵敏度,机械制冷至56K。分光元件采用OCLI公司的LVF,制冷后使用。LVF为带通滤光片,在制造过程中,保持镀膜的厚度坡度,根据膜厚制作成透过波长不同的楔形带通滤光片。LVF与256×256元阵列传感器芯片组合,可得到256频谱的光谱图像。在此项目中,能够探测埋设地雷和识别导弹发射场的光谱。埋设地雷时挖起的土中含有的SiO2的辐射光谱,经过几天后会有不同变化,利用这种变化就能探测埋设的地雷。这种远红外波段正处在各种毒气特性吸收带位置,因此正在进行将其用于探测毒气的研究。其它的机载超光谱传感器还包括美海军开发的掠海机载超光谱传感器。L是可见光/近红外吊舱装备的超光谱EO/IR侦察系统,用来实时搜索、探测和定位诸如隐藏在靠近浅海岸地区的潜水艇、水雷等小型目标。NASA的EO-1、美空军的Warfighter-1以及美海军的NEMO都是在0.4μm~2.5μm的可见光至近红外波段对太阳光的反射光谱进行分光。光谱数超过200。这样可纳入原来侦察卫星得到的高分辨率图像中,分光成像传感器也可装备在卫星上。超光谱传感器有望在军事目标发现、毒气探测和军队登陆侦察等多个方面得到应用。将来一定会成为无人机载传感器,以及用来提高侦察任务中的目标识别率。