用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪制造技术

本发明专利技术涉及大气遥感技术领域，尤其为一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，其特征在于，包括地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统，地面辐射标准源发射标准的辐射光谱，光学接受系统包含望远镜和视场光阑，光学分光系统将望远镜接收到的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，光电探测系统完成光电信号转换和采集，控制和标定控制系统控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。本发明专利技术，减少了电源波动、光源不稳定所带来的影响，可以实时得到标准光学厚度产品的输出数据。

Optical Thickness Spectrum Monitor for Satellite Calibration

The invention relates to the field of atmospheric remote sensing technology, in particular to an optical thickness spectrometer for satellite calibration. Its characteristics include ground radiation standard source, optical receiving system, optical spectroscopy system, photoelectric detection system and control and calibration control system, radiation spectrum of ground radiation standard source emission standard, optical receiving system including telescope and field light. The optical spectroscopy system converts and collects the photoelectric signals in the ultraviolet, visible and infrared bands of the optical radiation received by the telescope. The control and calibration control system controls the operation of the whole system, the standard spectral calibration and the output of the standard optical thickness products. The invention reduces the influence caused by fluctuation of power supply and instability of light source, and can obtain the output data of standard optical thickness products in real time.

【技术实现步骤摘要】
用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪
本专利技术涉及大气遥感
，具体为一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪。
技术介绍
大气光学厚度消光系数沿大气传输路径的积分，是表征大气介质对辐射衰减程度的无量纲量。在计算辐射传输时，单位截面面积上吸收和散射物质产生的总衰弱，是一个无量纲量。辐射在介质中传播时，会因为和介质(气溶胶)相互作用(散射、吸收)而削弱。在这个前提下，光学厚度表征的是透明度。为了便于形象化地理解，可以类比为雾，在观测者和物体之间的雾会阻隔物体反射向观测者的光线，物体在观测者面前时光学厚度为0(参考目标物体对应的光学厚度为0)，当物体远离时，光学厚度将会增大，直到该物体远至不能被看见为止(远处目标物体对应的光学厚度)。当大气状态不变时，光学厚度也不变，它代表了大气的光学特性，是大气辐射和大气光学中很重要的物理量。因此在卫星标定中，可以利用光学厚度光谱监测仪得出的数据可以进行长期标定卫星数据的标定。卫星遥感对气溶胶的重要产品之一就是气溶胶光学厚度。卫星遥感的资料虽然具有空间范围广、分辨率高,时间连续性好等优点,但由于其自身的算法一直在不断的改进中,同时其易受到不同地区的并不相同的地表反照率等各种因素的影响,使其仍然存在着精度方面的不足,因此在使用该资料时,应首先尽可能地利用地面观测资料进行校标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。所述用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪具有标准光学厚度产品的输出具有较高的精度特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，包括地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统，其中：所述地面辐射标准源地发射标准的辐射光谱作为记录信号，太阳辐射作为参考信号，该参考信号、记录信号输入到切换装置，所述光学分光系统接受参考信号、记录信号中的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，并送入光电探测系统，所述光电探测系统完成光电信号转换和采集，并通过控制和标定控制系统控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。优选的，所述光学接受系统至少包括一组望远镜和视场光阑，该视场光阑设置在望远镜物镜的相平面上。优选的，所述光学接受系统包括两组望远镜、视场光阑，分别对应接受经过切换装置的参考信号、记录信号。优选的，所述光电探测系统包括双通道前置放大器、增益控制器Ⅰ、增益控制器Ⅱ、光电倍增管Ⅰ以及光电倍增管Ⅱ，其中：所述双通道前置放大器输入连接光学分光系统，输出分别连接增益控制器Ⅰ、增益控制器Ⅱ，所述增益控制器Ⅰ、增益控制器Ⅱ连接到控制和标定控制系统。优选的，所述光学接受系统包括一组望远镜、视场光阑，接受经过切换装置的记录信号。优选的，所述光电探测系统包括前置放大器，该前置放大器输入连接光学分光系统，输出顺次连接增益控制器、光电倍增管以及锁相放大器，所述锁相放大器连接到控制和标定控制系统。优选的，所述控制和标定控制系统基于工控机。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的光学厚度监测仪包含地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统(内置控制软件)等组成。地面辐射标准源发射标准的辐射光谱，光学接受系统包含望远镜和视场光阑，光学分光系统将望远镜接收到的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，光电探测系统完成光电信号转换和采集，控制和标定控制软件控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。本专利技术，使用卫星遥感的资料时，做到了尽可能地利用地面观测资料进行校标，标准光学厚度产品的输出具有较高的精度。本专利技术，通过参考信号与记录信号处理分析，减少了电源波动、光源不稳定所带来的影响，可以实时得到标准光学厚度产品的输出数据。附图说明图1为本专利技术原理示意图；图2为本专利技术实施例1光电探测系统原理示意图；图3为本专利技术实施例2光电探测系统原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参阅图1、2，本专利技术提供一种技术方案：一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，包括地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统，其中：所述地面辐射标准源地发射标准的辐射光谱作为记录信号，太阳辐射作为参考信号，该参考信号、记录信号输入到切换装置，所述光学分光系统接受参考信号、记录信号中的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，并送入光电探测系统，本实施例中，所述光学接受系统包括两组望远镜、两组视场光阑，分别对应接受对应经过切换装置的参考信号、记录信号，所述光电探测系统完成光电信号转换和采集，并通过控制和标定控制系统控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。所述光电探测系统包括双通道前置放大器、增益控制器Ⅰ、增益控制器Ⅱ、光电倍增管Ⅰ以及光电倍增管Ⅱ，其中：所述双通道前置放大器输入连接光学分光系统，输出分别连接增益控制器Ⅰ、增益控制器Ⅱ，所述增益控制器Ⅰ、增益控制器Ⅱ连接到控制和标定控制系统，所述控制和标定控制系统基于工控机。本实施例中，地面辐射标准源地面辐射标准源，作为记录信号V1，太阳辐射作为参考信号V0，而参考信号所对应的光学厚度为0，记录信号对应的光学厚度将会(随着距离增大而)增大，即为N，N＞0，光学分光系统将光学接受系统的两个望远镜接对应收到的参考信号、记录信号中光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，光电探测系统完成光电信号转换和采集，在此过程中，V0、V1进入双通道前置放大器，然后V0对应进入增益控制器Ⅰ最后进入光电倍增管Ⅰ，V1对应进入增益控制器Ⅱ最后进入光电倍增管Ⅱ，由于V0经过和V1相同的双通道前置放大器、增益控制器Ⅰ和增益控制器Ⅱ、光电倍增管Ⅰ和光电倍增管Ⅱ，后获得一个与V1同频、同相，但幅度不同的信号值，此测量、标定过程中V0是恒定不变，光学厚度为0，通过控制和标定控制系统显示V1随着大气状态变化时，光学厚度光学厚度为N，随之变化。可以实时获得光学厚度变化的值，提高了检测的准确性，精度较高，提高了极值点附近的判读精度，且使整个监测仪工作更加稳定。实施例2请参阅图1、3，本专利技术提供一种技术方案：一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，包括地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统，其中：所述所述地面辐射标准源地发射标准的辐射光谱作为记录信号，太阳辐射作为参考信号，所述参考信号经过切换装置直接送入光电探测系统，所述记录信号经过切换装置送入光学接受系统，本实施例中，所述光学接受系统包括一组望远镜、视场光阑，接受对应经过远处目标物体后的记录信号，所述所述光学分光系统接受记录信号中的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，并送入光电探测系统，所述光电探测系统完成光电信号转换和采集，并通过控制和标定控制系统控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。所述光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，其特征在于，包括地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统，其中：所述地面辐射标准源地发射标准的辐射光谱作为记录信号，太阳辐射作为参考信号，该参考信号、记录信号输入到切换装置，所述光学分光系统接受参考信号、记录信号中的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，并送入光电探测系统，所述光电探测系统完成光电信号转换和采集，并通过控制和标定控制系统控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，其特征在于，包括地面辐射标准源，光学接受系统，光学分光系统，光电探测系统以及控制和标定控制系统，其中：所述地面辐射标准源地发射标准的辐射光谱作为记录信号，太阳辐射作为参考信号，该参考信号、记录信号输入到切换装置，所述光学分光系统接受参考信号、记录信号中的光学辐射紫外波段，可见光波段和红外光波段，并送入光电探测系统，所述光电探测系统完成光电信号转换和采集，并通过控制和标定控制系统控制整个系统的运行控制和标准光谱校准以及标准光学厚度产品的输出。2.根据权利要求1所述的一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，其特征在于：所述光学接受系统至少包括一组望远镜和视场光阑，该视场光阑设置在望远镜物镜的相平面上。3.根据权利要求2所述的一种用于卫星标定的光学厚度光谱监测仪，其特征在于：所述光学接受系统包括两组望远镜、视场光阑，分别对应接受经过切换装置的参考信号、记录信号。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，
申请(专利权)人：合肥九天卫星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34