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色散型高光譜遙感器實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)

發(fā)布時(shí)間：2024-02-22

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1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了色散型高光譜遙感器實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)的設(shè)備條件和實(shí)驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于工作波段為0.4 pum~2.5 pm的色散成像型（如濾光片型、光柵衍射型

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了色散型高光譜遙感器實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)的設(shè)備條件和實(shí)驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于工作波段為0.4 pum~2.5 pm的色散成像型（如濾光片型、光柵衍射型、棱鏡色散型）機(jī)載/星載高光譜遙感器的實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)。其他色散型遙感器的實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)可參照使用。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GJB 2700-1996衛(wèi)星遙感器術(shù)語(yǔ)

GJB 3007A-2009防靜電工作區(qū)技術(shù)要求

3 術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

高光譜遙感器hyperspectral remote sensor光譜分辨率在10-*入數(shù)量級(jí)的光學(xué)遙感器，入是工作波長(zhǎng)。

3.2

光譜定標(biāo)spectral calibration確定高光譜遙感器各光譜通道的峰值波長(zhǎng)和光譜帶寬的過(guò)程。

3.3

實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)laboratory spectral calibration在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)高光譜通感器進(jìn)行的光譜定標(biāo)。

3.4

光譜帶寬spectral bandwidth高光譜遙感器各光譜通道相對(duì)光譜響應(yīng)曲線中，光譜響應(yīng)為最大值一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)之差值。

4 一般要求

4.1定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室

定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件要求如下：

a）潔凈度等級(jí)應(yīng)優(yōu)于十萬(wàn)級(jí)。待定標(biāo)高光譜遙感器對(duì)潔凈度有特殊要求時(shí)，應(yīng)按要求執(zhí)行；b）在遙感器工作波段和視場(chǎng)內(nèi)，抑制雜散光；

c）溫度20C士3C，相對(duì)濕度50%士10%。待定標(biāo)高光譜遙感器對(duì)溫濕度有特殊要求時(shí)，應(yīng)按要求執(zhí)行；

d）應(yīng)具有良好的防靜電條件，防靜電工作區(qū)應(yīng)符合GJB 3007A-2009的相關(guān)規(guī)定。

4.2待定標(biāo)遙感器

待定標(biāo)高光譜遙感器應(yīng)工作正常且定標(biāo)狀態(tài)與設(shè)計(jì)工作狀態(tài)一致。

4.3定標(biāo)裝置要求4.3.1基本要求

高光譜遙感器實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)裝置包括單色儀、寬譜照明光源、標(biāo)準(zhǔn)參考譜線光源、高分辨率光譜儀、光譜輻照度計(jì)、平行光管、調(diào)整臺(tái)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，基本要求是：a）定標(biāo)裝置應(yīng)配套且在計(jì)量檢定有效期內(nèi)；

b）定標(biāo)裝置的性能參數(shù)應(yīng)滿足高光譜遙感器光譜定標(biāo)所需的精度要求；c）光譜定標(biāo)可在光學(xué)隔振平臺(tái)上進(jìn)行，平臺(tái)固有頻率不大于2Hz。

4.3.2詳細(xì)要求

4.3.2.1單色儀單色儀使用要求如下：

a）輸出光譜范圍應(yīng)覆蓋待定標(biāo)高光譜遙感器的工作譜段；b）使用前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，波長(zhǎng)不確定度應(yīng)小于光譜定標(biāo)峰值波長(zhǎng)允許偏差的三分之一；c）輸出光譜帶寬應(yīng)小于待定標(biāo)高光譜通感器光譜定標(biāo)峰值波長(zhǎng)允許偏差的三分之一；d）最小掃描步長(zhǎng)應(yīng)不大于待定標(biāo)高光譜遙感器光譜定標(biāo)峰值波長(zhǎng)允許偏差。

4.3.2.2寬譜照朋明光源

輸出光譜范圍應(yīng)覆蓋待定標(biāo)高光譜遙感器的工作譜段，可選用溴鎢燈、氙燈等。采用穩(wěn)壓電源確保輸出穩(wěn)定。

4.3.2.3標(biāo)準(zhǔn)參考譜線光源

具有確定的特征譜線，可采用低壓汞燈、穩(wěn)頻激光器等。

4.3.2.4高分辨率光譜儀高分辨率光譜儀使用要求如下：

a）測(cè)量光譜范圍應(yīng)覆蓋待定標(biāo)高光譜遙感器的工作譜段；b）光譜分辨率應(yīng)優(yōu)于單色儀輸出帶寬的十分之一；c）波長(zhǎng)不確定度應(yīng)優(yōu)于單色儀的波長(zhǎng)不確定度；d）使用前應(yīng)校準(zhǔn)波長(zhǎng)不確定度。

4.3.2.5

光譜輻照度計(jì)

光譜輻照度計(jì)的使用要求如下：

a）測(cè)量光譜范圍應(yīng)覆蓋待定標(biāo)高光譜遙感器的工作譜段；b）光譜分辨率應(yīng)優(yōu)于待定標(biāo)高光譜遙感器光譜定標(biāo)峰值波長(zhǎng)允許偏差；c）重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于99%。

4.3.2.6平行光管

平行光管的使用要求如下：

a）通光光譜范圍應(yīng)覆蓋待定標(biāo)高光譜遙感器的工作譜段；b）出射光瞳應(yīng)大于待定標(biāo)高光譜遙感器人射光瞳；c）對(duì)于視場(chǎng)特別大的高光譜遙感器，可通過(guò)視場(chǎng)拼接實(shí)現(xiàn)全視場(chǎng)覆蓋。

4.3.2.7

調(diào)整臺(tái)應(yīng)滿足定標(biāo)過(guò)程中待定標(biāo)高光譜遙感器的姿態(tài)和位置調(diào)整自由度和精度要求。

4.3.2.8

數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)應(yīng)滿足單色儀輸出波長(zhǎng)的控制、待定標(biāo)高光譜遙感器輸出圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、采集和處理等要求。

5 定標(biāo)方法

5.1光路調(diào)整

按圖1所示布置實(shí)驗(yàn)室光譜定標(biāo)的光路，其中單色儀、平行光管和待定標(biāo)遙感器應(yīng)調(diào)整為共光軸。

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5.2定標(biāo)步驟定標(biāo)步驟如下：

a）確認(rèn)待定標(biāo)高光譜遙感器和所有定標(biāo)設(shè)備已充分預(yù)熱，達(dá)到正常工作狀態(tài)。

b）調(diào)節(jié)單色儀人射狹縫和出射狹縫的寬度，并利用標(biāo)準(zhǔn)參考譜線光源、高分辨率光譜儀測(cè)量單色儀的輸出波長(zhǎng)和帶寬，確認(rèn)單色儀滿足4.3.2.1的要求，

c）調(diào)節(jié)定標(biāo)光源的電流，使待定標(biāo)高光譜遙感器的輸出達(dá)到其滿量程的1/2~2/3。

d）采用如圖2所示的測(cè)量光路，在定標(biāo)譜段范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)單色儀的輸出波長(zhǎng)，利用光譜輻照度計(jì)測(cè)量單色平行光的相對(duì)光譜輻照度分布。

e）使待定標(biāo)高光譜遙感器工作在暗背景成像模式，利用數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集50次以上的暗背景圖像數(shù)據(jù)，并取平均值。

f）使待定標(biāo)高光譜遙感器工作在成像模式，在定標(biāo)譜段內(nèi)以一定的步長(zhǎng)連續(xù)改變單色儀輸出波長(zhǎng)，由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集50次以上的光譜定標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并取平均值。單色儀掃描步長(zhǎng)一般應(yīng)小于待定標(biāo)高光譜遙感器光譜定標(biāo)峰值波長(zhǎng)允許偏差。若待定標(biāo)高光譜遙感器無(wú)明確的峰值波長(zhǎng)允許偏差要求，可采用1/10光譜帶寬作為單色儀掃描步長(zhǎng)。

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