本实用新型专利技术公开了一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置，它由步进机械导轨、样本平台、控制系统、供电系统和机箱组成；机箱上表面的一侧设置有水平气泡、底部设置有四个水平调节螺丝；水平气泡与四个水平调节螺丝相配合用于调整机箱的水平位置；机箱上表面和水平气泡相对应的一侧设置有步进电机和导轨移动台，步进电机通过水平导轨和导轨移动台相连接；水平导轨贯穿导轨移动台；步进电机和驱动器相连接，驱动器连接在单片机上；单片机和供电模块、遥控模块进行有线连接，和PC端发送模块进行无线连接。本实用新型专利技术的使用，缩短了采集时间，提高了采集的效率，测量更加精准，非常实用。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种地表发射率辅助测量装置，尤其涉及一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置。
技术介绍
地表发射率是地球表层系统过程中一个非常重要的特征物理量，表征了物体向外发射热辐射的能力，受到地表覆盖类型，土壤水分，土壤理化性质，植被浓密程度和结构，表面粗糙度和地表起伏等众多因素的影响。地表发射率是研究全球变化、地表和大气之间物质和能量交换、全球海洋环流等方面不可或缺的一个关键参数，涉及众多基础学科和重大应用领域。目前，地表发射率的野外测量主要还是基于地表的辐射传输方程，利用热红外光谱仪获得测量的数据，其缺点为：1、人工手动操作，测量步骤繁琐，费时费力，观测时间过长以及观测过程繁琐容易导致环境辐亮度发生变化，进而使得地表发射率的测量精度具有较大的不确定性；2、地表发射率的测量需要同时去除地表温度和环境辐亮度的影响，亦即需要获取观测时对应的地表温度和环境辐亮度。由于地表发射率和地表温度的高度耦合性，导致目前地表温度的黑体拟合确定方法需要测量者具备一定的地表发射率先验知识，对于缺乏先验知识且发射率光谱变异性较大的地物无法有效保证测量精度，可能会导致较大的地表发射率测量误差。基于上述测量地表发射率存在的缺陷本技术提供了一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本技术提供了一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置。 为了解决以上技术问题，本技术采用的技术方案是：一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置，它由步进机械导轨、样本平台、控制系统、供电系统和机箱五部分组成； 机箱上表面的一侧设置有水平气泡、底部设置有四个水平调节螺丝；水平气泡与四个水平调节螺丝相配合用于调整机箱的水平位置； 机箱上表面和水平气泡相对应的一侧设置有步进电机和导轨移动台，步进电机通过水平导轨和导轨移动台相连接；水平导轨贯穿导轨移动台； 步进电机和驱动器相连接，驱动器连接在单片机上；单片机和供电模块、遥控模块进行有线连接，和PC端发送模块进行无线连接。 导轨移动台的上面设置有样本平台，样本平台上设置有两个样本托盘；样本托盘各自固定在样本平台上挖空形成的两个矩形框内。 样本平台通过螺丝固定在导轨移动台上，利用水平导轨的水平移动控制样本托盘的水平切换。 机箱上水平气泡的左侧从左向右依次设置有模式切换开关、电源5V开关和电源24V开关，水平气泡右侧设置有电压显示表。 步进机械导轨由水平导轨、导轨移动台和步进电机构成。 供电系统由电池组和电线构成，装于机箱内部，位于电压显示表的一侧。 控制系统由无线PC控制模块、遥控模块和驱动器组成；无线PC控制模块由具有接收功能的单片机和PC端发送模块组成。 本技术的使用，缩短了地表发射率采集时间，提高了采集的效率，并极大降低了两次观测过程中环境辐亮度变化对地表发射率测量的影响，从而提高了高光谱地表发射率的野外测量的自动化程度和精度；其所对应的测量方法，摆脱了对地表发射率先验知识的依赖，在获取环境辐亮度的基础上，通过迭代优化的方式，逐步消除地表温度对地表发射率测量的影响，从而实现地表温度和地表发射率的高效分离和精确获取。 附图说明图1为本技术(辅助测量装置)的结构示意图。 图2为图1的电路原理框图。 图3为本技术测量方法的流程图。 图4为本技术地表发射率和地表温度的迭代优化分离流程图。 图5为目前的地表发射率的测量步骤流程图。 图中：1.机箱；2.样本平台；3.样本托盘；4.水平导轨；5.模式切换开关；6.电源5V开关；7.电源24V开关；8.水平气泡；9.电压显示表；10.水平调节螺丝；11：步进电机；12：导轨移动台；13：充电接口 具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。 如图1所示，本技术由步进机械导轨、样本平台2、控制系统、供电系统和机箱1五部分组成。 机箱1上表面的一侧设置有水平气泡8、底部设置有四个水平调节螺丝10，水平气泡8与四个水平调节螺丝10相配合用于调整机箱的水平位置。机箱1上水平气泡8的左侧从左向右依次设置有模式切换开关5、电源5V开关6和电源24V开关7，右侧设置有电压显示表9。 机箱1上表面和水平气泡8相对应的一侧设置有步进电机11和导轨移动台12，步进电机11通过水平导轨4和导轨移动台12相连接；水平导轨4贯穿导轨移动台12。机箱1主要用于固定并集成步进机械导轨、电池组和电机控制器等部件。 如图2所示步进电机11和驱动器相连接，驱动器连接在单片机上；单片机和供电模块、遥控模块进行有线连接，和PC端发送模块进行无线连接。 导轨移动台12的上面设置有样本平台2，样本平台2上设置有两个样本托盘3。样本托盘3各自固定在样本平台2上挖空形成的两个矩形框内。样本托盘3用于分别放置目标样本与参考板。样本平台2通过螺丝固定在导轨移动台12上，利用水平导轨4的水平移动控制样本托盘3的水平切换，有效避免了传统测量过程中对目标样本和参考板位置的反复手动放置和位置调整，减少了操作时间，降低了操作人员和仪器相对位置的变化以及环境热辐射变化等因素所导致的环境辐亮度变化带来的发射率测量误差。此外，由于样本平台上设计了中空的矩形框，因此当不放置目标样本托盘时，可以对样本平台下的目标样本进行测量，进而能够实现无需对目标样本进行采样，在不破坏目标样本原始状态下的直接观测。 步进机械导轨由水平导轨4、导轨移动台12和步进电机11构成。步进机械导轨可通过控制步进电机的转动来完成水平导轨的定距离移动。 供电系统由电池组和电线构成，装于机箱内部，位于电压显示表9的一侧。电池组共设计有三条接线，两条作为电压输出，可同时提供5V和24V两组电压。其中5V电压用于单片机供电，以插头方式与单片机连接；24V电压用于电机驱动器部分，通过正负接线接入驱动器相应引脚。另一条接线为充电接线，固定在机箱侧面的充电接口，可直接对电池组进行充电，无须拆卸，提升了供电系统的灵活性，同时，若野外实验中，直接充电不便，电池组同样具有简单拆卸的功能设计，更利于野外携带与更换。 控制系统整合了整套装置的控制单元，同样封装在机箱内部，主要负责完成电机的操控。控制系统由三部分功能模块组成，即无线PC控制模块(由具有接收功能的单片机和PC端发送模块组成)，遥控模块和驱动器，其电路原理框图如图2所示， 电机的驱动部分设计有两种不同的操作方式，一种为远程遥控方式，另一种为无线PC控制方式。远程遥控的操作方式简单快捷，可人为采用遥控器的方式控制水平导轨的水平行进距离。无线PC控制采用了计算机编程的方式，通过耦合热红外光谱仪的远程控制，更适合实现热红外光谱仪的观测和地表发射率测量的一体化完成。 远程遥控功能模块由遥控模块和电机驱动器组成，可实现步进电机的双向移动。选择使用远程遥控方式时，模式切换开关选择为遥控方式，利用手持小型遥控器进行移动控制。无线PC控制功能模块由发送端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置，其特征在于：它由步进机械导轨、样本平台(2)、控制系统、供电系统和机箱(1)五部分组成； 所述机箱(1)上表面的一侧设置有水平气泡(8)、底部设置有四个水平调节螺丝(10)；水平气泡(8)与四个水平调节螺丝(10)相配合用于调整机箱的水平位置； 所述机箱(1)上表面和水平气泡(8)相对应的一侧设置有步进电机(11)和导轨移动台(12)，步进电机(11)通过水平导轨(4)和导轨移动台(12)相连接；水平导轨(4)贯穿导轨移动台(12)； 所述步进电机(11)和驱动器相连接，驱动器连接在单片机上；单片机和供电模块、遥控模块进行有线连接，和PC端发送模块进行无线连接。
【技术特征摘要】
1.一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置，其特征在于：它由步进机械导轨、样本平台(2)、控制系统、供电系统和机箱(1)五部分组成；
所述机箱(1)上表面的一侧设置有水平气泡(8)、底部设置有四个水平调节螺丝(10)；水平气泡(8)与四个水平调节螺丝(10)相配合用于调整机箱的水平位置；
所述机箱(1)上表面和水平气泡(8)相对应的一侧设置有步进电机(11)和导轨移动台(12)，步进电机(11)通过水平导轨(4)和导轨移动台(12)相连接；水平导轨(4)贯穿导轨移动台(12)；
所述步进电机(11)和驱动器相连接，驱动器连接在单片机上；单片机和供电模块、遥控模块进行有线连接，和PC端发送模块进行无线连接。
2.根据权利要求1所述的野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置，其特征在于：所述导轨移动台(12)的上面设置有样本平台(2)，样本平台(2)上设置有两个样本托盘(3)；样本托盘(3)各自固定在样本平台(2)上挖空形成的两个矩形框内。
3.根据权利要求2所述的野外便携式高...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴骅，张雨泽，房世峰，李召良，姜小光，唐伯惠，唐荣林，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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