[发明专利]太阳跟踪式水面高光谱自动观测及数据采集系统

说明书

本发明公开了一种太阳跟踪式水面高光谱自动观测及数据采集系统，包括自动跟踪装置、数据采集装置及计算机；本发明依据太阳方位角的计算公式编制云台操控程序，将其输入到云台操控装置内，对旋转云台、高光谱测量仪的运行轨迹进行控制，使高光谱测量仪能够跟踪太阳方位变化自动调整观测几何角度，并且将高光谱测量仪采集的水面\天空光学信息自动存入到光谱信息存储器，将高光谱测量仪采集的数据信息通过FileGee备份系统自动存入到百度网盘中，方便数据的远程下载、检查及处理。

技术领域

本发明涉及海洋光学测量技术领域中的海表辐亮度观测，尤其是一种太阳跟踪式水面高光谱自动观测及数据采集系统。

背景技术

目前，利用高光谱仪获取水面遥感数据主要是通过在水面站台架设高光谱仪，同时人工调整光谱仪角度获得水面的总辐亮度、倾斜天空光辐亮度和太阳光的下行辐照度数据，测量结果对于生物光学算法的开发、星载数据的定标和检验都具有重要意义。

水面高光谱仪在进行观测时需要有合理的观测几何角度，来避免测量时太阳耀光，水体白帽等对测量数据的影响。目前该几何角度的判断多通过现场人工估算得出，如要获取高时间密度的遥感数据，则需要人工对高光谱仪观测几何角度进行不断调整。另外在数据传输上，国内大多采用人工前往野外台站拷贝观测数据，然后拿回实验室进行数据处理的办法，该方法不仅在测量方法上，在数据传输上都浪费了人力物力，效率低下。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种太阳跟踪式水面高光谱自动观测及数据采集系统，本发明依据太阳方位角的计算公式编制云台操控程序，将其输入到云台操控装置内，对旋转云台、高光谱测量仪的运行轨迹进行控制，使高光谱测量仪能够跟踪太阳方位变化自动调整观测几何角度，并且将高光谱测量仪采集的水面\天空光学信息自动存入到光谱信息记录器，将高光谱测量仪采集的数据信息通过FileGee备份系统自动存入到百度网盘中，方便数据的远程下载、检查及处理。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种太阳跟踪式水面高光谱自动观测及数据采集系统，其特点在于，该系统包括自动跟踪装置、数据采集装置及计算机；所述自动跟踪装置由旋转云台、云台操控装置、高光谱测量仪及变压器构成，旋转云台上设有电源接口及高光谱测量仪座，高光谱测量仪上设有探头插口，云台操控装置经变压器与旋转云台的电源接口连接；

所述数据采集装置由光谱信息记录器及远程数据传输器构成，光谱信息记录器及远程数据传输器分别与高光谱测量仪上的探头插口和计算机连接；

所述计算机分别与光谱信息记录器、远程数据传输器及云台操控装置连接。

所述云台操控装置内设有云台操控程序。

所述远程数据传输器内设远程数据传输程序、百度网盘及FileGee备份系统。

所述光谱信息记录器内设光谱仪自动记录程序。

所述云台操控程序的编制依据来自对太阳方位角的计算，其计算公式如下：

As代表太阳方位角，Hs代表太阳高度角，代表当地的地理纬度，δ代表当时的太阳赤纬；设置的角度差为100°。

本发明依据实时的太阳方位角与时间的变化曲线编制出云台操控程序，将其输入到云台操控装置中，计算机依据云台操控程序控制旋转云台的转角，通过变压器驱动旋转云台自动旋转，使得高光谱测量仪跟随太阳方位对海表\天空辐射进行观测。

为了方便获得每天采集的水面\天空光学信息，本发明的数据采集装置由光谱信息记录器及远程数据传输器构成。其中，本发明在光谱信息记录器中设有光谱仪自动记录程序，计算机依据自动跟踪装置的工作过程，将高光谱测量仪采集的水面\天空光学信息自动存入到光谱信息记录器中。