[发明专利]调整干涉型光谱成像仪空间方向与光谱方向正交性的方法

说明书

本发明提供了一种调整干涉型光谱成像仪空间方向与光谱方向正交性的方法，以解决传统方法装调精度较低、成本较高的问题。本发明在系统一次像面位置添加垂直于大地的靶标，并将垂直于大地的靶标成像在探测器的靶面上，使用折转反射镜代替干涉仪，在系统无干涉仪状态下首先调整探测器的空间位置，使探测器的行与靶标的像平行，消除干涉仪带来的像旋影响，最后放置并调整干涉仪，以保证系统空间方向与光谱方向的正交性。本发明极大地提高了系统焦面空间方向垂直度的标定精度，同时无需配做一次像面处的工装，既降低了装调成本，又避免了引入相应的加工、装配误差，进而提高了装调精度。

技术领域

本发明涉及一种干涉型光谱成像仪的装调方法，尤其涉及一种保证干涉型光谱成像仪空间方向与光谱方向正交性的装调方法。

背景技术

成像光谱仪能够获取探测目标的二维几何信息和光谱信息，广泛应用于遥感和科学研究领域，根据分光原理的不同，其可分为滤光片型光谱成像仪、光栅型光谱成像仪以及干涉型光谱成像仪。

图1所示为干涉型光谱成像仪的系统组成示意图，包括准直镜1、干涉仪2、傅氏镜3和探测器7，其工作原理为，在每一次曝光时获得一帧干涉图像，同一视场的不同目标单元光程差不同，通过推扫，在与干涉条纹垂直的方向上连续采集，即可获得同一地物目标不同光程差的干涉信息。

因此，对于干涉成像光谱仪，空间方向与光谱方向的正交性精度直接影响偏流角与光谱的一致性，最终影响单谱段的图像传递函数与光谱复原精度。

一般的，干涉条纹代表光谱方向，空间方向由引入的外部基准来代表，传统的装调方式为：在干涉型光谱成像仪系统一次像面处安装十字丝分划板，将十字丝分划板分别成像在系统的左、中、右视场，分别计算出每个视场的十字丝像与干涉条纹的夹角，最后根据此数值调整干涉型光谱成像仪中的干涉仪2或者探测器7，来调试干涉型光谱成像仪空间方向与光谱方向的正交性。

此方法的缺点如下：

1.一次像面为虚拟面，其位置坐标取决于准直镜1的工作距离大小，此面没有实体的结构，若要安装十字丝分划板，则需要配做相应工装，且十字丝分划板会引入对心误差、加工误差，工装则会引入加工误差、装配误差；

2.理论上，十字丝分划板的直径应大于等于一次像面大小，使十字丝能够完全覆盖干涉型光谱成像仪空间方向长度，才能保证装调精度。实际上，如此长度的十字丝分划板的加工，首先无法保证十字丝本身的精度，其次会带来较大的加工成本。

3.无法覆盖干涉型光谱成像仪像面空间方向的十字丝分划板会使得正交性的计算精度变低，影响装调精度。

发明内容

本发明目的是提供一种调整干涉型光谱成像仪空间方向与光谱方向正交性的方法，以解决传统方法装调精度较低、成本较高的问题。

本发明的发明构思：

在干涉型光谱成像仪装调中，在系统一次像面位置添加垂直于大地的靶标，并将垂直于大地的靶标成像在探测器的靶面上，使用折转反射镜代替干涉仪，在系统无干涉仪状态下首先调整探测器的空间位置，使探测器的行与靶标的像平行，消除干涉仪带来的像旋影响，最后放置并调整干涉仪，以保证系统空间方向与光谱方向的正交性。

本发明的技术解决方案是：

调整干涉型光谱成像仪空间方向与光谱方向正交性的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：以大地水平为基准，将光谱成像仪系统主截面调至水平；

步骤2：在光谱成像仪系统中的一次像面处设置垂直于大地的靶标；

3)用折转反射镜代替光谱成像仪系统中的干涉仪，并调整折转反射镜的位置使其与所述基准垂直，使得靶标能够准确成像在探测器的靶面上；

4)调整探测器的方位，使靶标的像与探测器的行平行；