[发明专利]傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法

说明书

本发明涉及一种红外载荷在轨定标方法技术领域的傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法，其包括以下步骤：步骤一，星上内黑体温控至最高温控点平衡后关闭温控，在内黑体温控、内黑体自由降温及内黑体达到平衡温度期间，仪器指向镜周期性对准内黑体及冷空间进行观测；步骤二，对卫星下传的内黑体观测的遥感数据包进行筛选，获取多组内黑体观测遥感数据；步骤三，计算内黑体和冷空间观测的未标定光谱数字量和光谱辐亮度；步骤四，对光谱波段内的每一个通道，实施最小二乘拟合，获得非线性定标系数；步骤五，计算仪器对地观测的目标光谱辐亮度。本发明能够确定傅里叶变换光谱仪的非线性响应关系，提高定标精度和数据反演准确性。

技术领域

本发明涉及红外载荷在轨定标方法技术领域，具体涉及一种傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法。

背景技术

傅里叶变换红外光谱仪具有光谱分辨率高、灵敏度高等优点，已广泛应用于农业、气象、环境、空间技术等领域。傅里叶变换红外光谱仪直接获得的数据为目标的干涉图，通过傅里叶变换可以获得目标的细分光谱。由光谱数字量值转换成目标的入射辐亮度的过程即为辐射定标。

传统星载光学仪器红外通道在轨定标方法选用两点定标法，即用星上黑体提供高点，用冷空提供低点，然后通过线性拟合获取定标系数。然而，由于傅里叶变换红外光谱仪的探测器、读出电路、运放、数模转换等环节会引入非线性响应，使得传统两点定标法不足以获取非线性系数。

随着应用领域对数据准确性的提高，对傅里叶变换红外光谱仪进行在轨非线性定标成为必须。但是由于黑体在轨可设置的温控点有限，故而难以获得非线性定标所需的多组不同温度点数据。如何对傅里叶变换红外光谱仪进行在轨辐射非线性定标成为一个亟待解决的问题。

经对现有技术的检索，中国发明专利201410067846.7，发明名称为一种空间遥感器在轨红外焦平面自反射定标方法，该专利申请披露了如下技术内容：首先根据空间遥感器光学系统确定自反射角镜阵列各项参数并完成自反射角镜阵列的加工；其次将黑体和自反射角镜阵列安装在定标切换机构上，并利用定标切换机构使空间遥感器在三种工作模式之间切换得到辐射响应数据和输入输出数据；最后计算系统线性定标因子，完成定标。通过在轨红外焦平面自反射定标，实现了冷焦面自反射作为高稳定性定标源，无需使用反射镜引入冷空间，同时可消除探测器自身暗电流等噪声的影响，从而保证空间遥感光谱仪在轨探测数据的可靠性和精度。但该专利申请仅能对光谱仪进行线性定标，无法对其进行非线性定标。

因此，有必要设计一种能够对傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射进行非线性定标，能够获得非线性定标所需的多组不同温度点数据的傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法，本发明能够对傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射进行非线性定标，能够获得非线性定标所需的多组不同温度点数据的傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法。

本发明涉及傅里叶变换红外光谱仪在轨辐射非线性定标方法，包括如下步骤：

步骤1，开启傅里叶变换红外光谱仪星上内黑体温控，温控至最高温控点，多个测温铂电阻输出温度最大差异小于0.2K时，关闭星上内黑体温控，在内黑体温控、内黑体自由降温及内黑体达到平衡温度期间，傅里叶变换红外光谱仪指向镜周期性对准内黑体及冷空间进行观测；

步骤2，对卫星下传的内黑体观测的遥感数据包进行筛选，获得温度点T₁、温度点T₂、……、温度点T_n(温度由低到高)对应的遥感数据，同时获取下传遥感包中的冷空间观测数据；