紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法及装置、电子设备制造方法及图纸

本申请提供了一种紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法及装置、电子设备，本申请可以获取激光光束的当前照射方向，并且根据当前照射方向对激光光束进行方向修正，使得激光光束能够修正并对准紫外高光谱辐射仪。对准后再控制光源机构出射不同的波长，从而使得紫外高光谱辐射仪生成多个波长对应的多个测量信号，再根据多个测量信号便可以得到杂散光校正矩阵。多个测量信号便可以得到杂散光校正矩阵。多个测量信号便可以得到杂散光校正矩阵。

【技术实现步骤摘要】
紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法及装置、电子设备


[0001]本申请涉及紫外高光谱辐射仪
，具体涉及紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法及装置、电子设备。

技术介绍

[0002]紫外高光谱辐射仪是一种常用的地基遥感光谱仪器，通过布设在地面测量紫外波段太阳直射辐射，获取臭氧、SO2等痕量气体参数，其观测数据广泛应用于环境监测、遥感、气象等科学领域。
[0003]光谱杂散光误差发生在仪器的校准和测试源的后续测量中。紫外高光谱辐射仪通常使用白炽灯的参考标准进行校准，白炽灯的发射峰值位于红色和近红外光谱区。测试源的光谱分布与校准源的光谱分布往往存在较大差异，这种情况下，校准源测量和测试源测量中的光谱杂散光误差并没有抵消，测试源测量中的误差是不可避免的。事实上，光谱杂散光常常是不确定性的主要来源，它影响着紫外高光谱辐射仪的总体不确定度。
[0004]常用的紫外高光谱辐射仪的光谱杂散光校正方法依赖于狭缝散射函数的特性，通过狭缝散射函数反卷积获得原始光谱，然后利用迭代方法从总信号中去除光谱杂散光。但是，为了得到准确的狭缝散射函数，需要对激光器进行频繁的微调以获取激光波长扫描下的不同波长对应的紫外高光谱辐射仪光谱测量信号。综上，在本领域中，如何为紫外高光谱辐射仪提供不同波长的激光光束，是本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法及装置、电子设备，能够为紫外高光谱辐射仪提供不同波长的激光光束。
[0006]第一方面，本申请提供的一种紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法，应用于一种紫外高光谱辐射仪杂散光校正装置；所述紫外高光谱辐射仪杂散光校正装置包括：光源机构，构造为出射不同波长的激光光束；滤光机构，与所述光源机构相对固定，所述滤光机构设置在所述光源机构的出光光路上，所述滤光机构构造为：对所述光源机构出射的所述激光光束进行滤光；光路整形机构，与所述光源机构相对固定，所述光路整形机构设置在所述滤光机构远离所述光源机构的一侧，所述光路整形机构构造为：对经过滤光后的所述激光光束进行扩束并准直；倾角调整机构，与所述光源机构联动，所述倾角调整机构构造为：调整所述光源机构的光轴的照射方向；待校正的紫外高光谱辐射仪，包括入射孔，所述紫外高光谱辐射仪设置在所述光路整形机构远离所述滤光机构的一侧，所述入射孔位于经过扩束并准直后的所述激光光束的光路上；图像传感器，可拆卸地设置在所述光路整形机构和所述紫外高光谱辐射仪之间，所述图像传感器配置为检测所述激光光束照射的光电信号；以及处理器，与所述光源机构、所述紫外高光谱辐射仪、所述倾角调整机构以及所述图像传感器分别电连接；
[0007]其中，所述方法包括：获取所述图像传感器检测的所述激光光束照射的光电信号；
获取所述光源机构的第一空间位置、所述图像传感器的第二空间位置以及所述紫外高光谱辐射仪的第三空间位置；根据所述光电信号、所述第一空间位置以及所述第二空间位置得到所述激光光束的当前照射方向；根据所述第一空间位置、所述第三空间位置得到标定照射方向；根据所述标定照射方向以及所述当前照射方向，控制所述倾角调整机构调整所述光源机构的光轴的照射方向，以使得所述激光光束对准所述紫外高光谱辐射仪的入射孔；以及在拆下所述图像传感器后，控制所述光源机构出射不同波长的激光光束，以得到杂散光校正矩阵。
[0008]本方面在使用时，可以获取激光光束的当前照射方向，并且根据当前照射方向对激光光束进行方向修正，使得激光光束能够修正并对准紫外高光谱辐射仪。对准后再控制光源机构出射不同的波长，从而使得紫外高光谱辐射仪生成多个波长对应的多个测量信号，再根据多个测量信号便可以得到杂散光校正矩阵。
[0009]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述在拆下所述图像传感器后，控制所述光源机构出射不同波长的激光光束，以得到杂散光校正矩阵包括：获取所述激光光束入射所述紫外高光谱辐射仪的测量信号；根据所述测量信号得到谱线扩展函数曲线；归一化所述谱线扩展函数曲线；将归一化后的所述谱线扩展函数曲线的带通内的信号置为零，得到仅包含光谱的杂散光响应；改变所述光源机构出射不同波长的激光光束，以得到各个波长下对应的多个所述杂散光响应；根据多个波长对应的多个所述杂散光响应得到杂散光分布矩阵；根据所述杂散光分布矩阵得到杂散光校正矩阵；以及根据所述杂散光校正矩阵对所述紫外高光谱辐射仪进行杂散光校正。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制所述光源机构出射不同波长的激光光束包括：根据工作人员的输入参数，调节光源机构的工作参数以出射不同波长的激光光束。
[0011]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制所述光源机构出射不同波长的激光光束包括：根据预设波长调节顺序，调节光源机构的工作参数以出射不同波长的激光光束。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述光电信号、所述第一空间位置以及所述第二空间位置得到所述激光光束的当前照射方向包括：以所述第一空间位置与所述第二空间位置的连线作为x轴，建立三维空间坐标系；以及根据所述光电信号得到所述激光光束照射在所述图像传感器上的照射点，在所述三维空间坐标系中的照射点空间坐标；其中，所述根据所述光电信号得到所述激光光束照射在所述图像传感器上的照射点，在所述三维空间坐标系中的照射点空间坐标包括：将所述图像传感器的设置位置导入所述三维空间坐标系；根据所述图像传感器的型号参数，得到所述图像传感器的探测面在所述三维空间坐标系的探测面空间坐标；根据所述光电信号得到所述激光光束在所述探测面上的当前照射点位置；以及根据所述探测面空间坐标和所述当前照射点位置，得到所述激光光束照射在所述图像传感器上的所述照射点空间坐标。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述光电信号、所述第一空间位置以及所述第二空间位置得到所述激光光束的当前照射方向还包括：将所述第一空间位置和所述第二空间位置导入所述三维空间坐标系；计算所述第一空间位置和所述照射点空间坐标之间的连线，与所述三维空间坐标系的x
‑
y面的第一空间角度；计算所述第一空间位
置和所述照射点空间坐标之间的连线，与所述三维空间坐标系的x
‑
z面的第二空间角度；以及根据所述第一空间角度和所述第二空间角度得到所述当前照射方向。
[0014]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一空间位置、所述第三空间位置得到标定照射方向包括：根据所述紫外高光谱辐射仪的型号参数，得到所述入射孔的第四空间位置；将所述第四空间位置导入所述三维空间坐标系中；计算所述第一空间位置和所述第四空间位置之间的连线，与所述三维空间坐标系的x
‑
y面的第三空间角度；计算所述第一空间位置和所述第四空间位置之间的连线，与所述三维空间坐标系的x
‑
z面的第四空间角度；以及根据所述第三空间角度和所述第四空间角度得到所述标定照射方向。
[0015]第二方面，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法，其特征在于，应用于一种紫外高光谱辐射仪杂散光校正装置；所述紫外高光谱辐射仪杂散光校正装置包括：光源机构，构造为出射不同波长的激光光束；滤光机构，与所述光源机构相对固定，所述滤光机构设置在所述光源机构的出光光路上，所述滤光机构构造为：对所述光源机构出射的所述激光光束进行滤光；光路整形机构，与所述光源机构相对固定，所述光路整形机构设置在所述滤光机构远离所述光源机构的一侧，所述光路整形机构构造为：对经过滤光后的所述激光光束进行扩束并准直；倾角调整机构，与所述光源机构联动，所述倾角调整机构构造为：调整所述光源机构的光轴的照射方向；待校正的紫外高光谱辐射仪，包括入射孔，所述紫外高光谱辐射仪设置在所述光路整形机构远离所述滤光机构的一侧，所述入射孔位于经过扩束并准直后的所述激光光束的光路上；图像传感器，可拆卸地设置在所述光路整形机构和所述紫外高光谱辐射仪之间，所述图像传感器配置为检测所述激光光束照射的光电信号；以及处理器，与所述光源机构、所述紫外高光谱辐射仪、所述倾角调整机构以及所述图像传感器分别电连接；其中，所述方法包括：获取所述图像传感器检测的所述激光光束照射的光电信号；获取所述光源机构的第一空间位置、所述图像传感器的第二空间位置以及所述紫外高光谱辐射仪的第三空间位置；根据所述光电信号、所述第一空间位置以及所述第二空间位置得到所述激光光束的当前照射方向；根据所述第一空间位置、所述第三空间位置得到标定照射方向；根据所述标定照射方向以及所述当前照射方向，控制所述倾角调整机构调整所述光源机构的光轴的照射方向，以使得所述激光光束对准所述紫外高光谱辐射仪的入射孔；以及在拆下所述图像传感器后，控制所述光源机构出射不同波长的激光光束，以得到杂散光校正矩阵。2.根据权利要求1所述的紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法，其特征在于，所述在拆下所述图像传感器后，控制所述光源机构出射不同波长的激光光束，以得到杂散光校正矩阵包括：获取所述激光光束入射所述紫外高光谱辐射仪的测量信号；根据所述测量信号得到谱线扩展函数曲线；归一化所述谱线扩展函数曲线；将归一化后的所述谱线扩展函数曲线的带通内的信号置为零，得到仅包含光谱的杂散光响应；改变所述光源机构出射不同波长的激光光束，以得到各个波长下对应的多个所述杂散光响应；
根据多个波长对应的多个所述杂散光响应得到杂散光分布矩阵；根据所述杂散光分布矩阵得到杂散光校正矩阵；以及根据所述杂散光校正矩阵对所述紫外高光谱辐射仪进行杂散光校正。3.根据权利要求1所述的紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法，其特征在于，所述控制所述光源机构出射不同波长的激光光束包括：根据工作人员的输入参数，调节光源机构的工作参数以出射不同波长的激光光束。4.根据权利要求1所述的紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法，其特征在于，所述控制所述光源机构出射不同波长的激光光束包括：根据预设波长调节顺序，调节光源机构的工作参数以出射不同波长的激光光束。5.根据权利要求1所述的紫外高光谱辐射仪杂散光校正方法，其特征在于，所述根据所述光电信号、所述第一空间位置以及所述第二空间位置得到所述激光光束的当前照射方向包括：以所述第一空间位置与所述第二空间位置的连线作为x轴，建立三维空间坐标系；以及根据所述光电信号得到所述激光光束照射在所述图像传感器上的照射点，在所述三维空间坐标系中的照射点空间坐标；其中，所述根据所述光电信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，周青，寻丽娜，
申请(专利权)人：中国气象局气象探测中心安徽大学，
类型：发明
国别省市：