[发明专利]实现太阳和天空辐射一体观测的系统及自标定方法

权利要求书

1.实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，该方法使用的系统包括支撑架(8)，所述支撑架(8)上设置有入瞳光阑(2)，所述入瞳光阑(2)上设置有第一窗口镜片(1)，所述第一窗口镜片(1)靠探测器(10)的侧面的中心位置固定有衰减片(3)，所述衰减片(3)与第一窗口镜片(1)形成环形入瞳；

基于上述系统的自标定方法步骤如下：

S1、利用系统具备的太阳光度计功能获取整层大气气溶胶透过率和水汽柱含量，根据两参数结合气溶胶光学厚度波长依赖关系和安装在计算机内的Modtran5软件计算整层大气的连续光谱透过率；

S2、根据太阳常数和黑体辐射计算大气层外太阳辐射光谱分布和强度，并校正日地距离变化对辐射强度的影响；或者利用Modtran5软件计算大气层外太阳辐射强度的光谱分布及大小；然后根据整层大气的连续光谱透过率得到到达地面的太阳辐射的连续光谱强度；

S3、根据太阳到达地面的太阳辐射的连续光谱强度建立探测面积、系统光学透过率、曝光时间和探测器(10)输出信号AD之间的关系，得到输入光信号强度与光谱仪输出信号之间的定量关系；

S4、根据上述关系、观测天空背景时的观测条件和探测器(10)输出信号反推天空背景辐射强度，所述观测条件包括曝光时间、探测面积、接收立体角；至此完成观测天空背景时设备的自标定，得到天空背景的分光谱辐射强度；将辐射强度进行光谱积分即得到可见到近红外波段天空背景的辐射总量。

2.根据权利要求1所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，还包括依次设置在入瞳光阑(2)后方的视场光阑、接收光纤(9)和探测器(10)，所述接收光纤(9)的光纤端面(91)通过支撑子部件(81)固定，所述接收光纤(9)的光纤端面(91)与光轴(4)重合。

3.根据权利要求2所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，所述支撑子部件(81)靠近第一窗口镜片(1)端部还固定有第二窗口镜片(7)。

4.根据权利要求1所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，所述衰减片(3)可替换,且与第一窗口镜片(1)的尺寸比例可调节。

5.根据权利要求4所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，还包括二维转台，所述二维转台为地平式结构，所述支撑架(8)设置在二维转台上。

6.根据权利要求4所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，所述第一窗口镜片(1)双面镀有增透膜。

7.根据权利要求6所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，当观测太阳时，直射太阳光照射到第一窗口镜片(1)，所述衰减片(3)的影子中心与光轴(4)重合，视场光阑遮挡经过环形光瞳其他区域的太阳直射光；

观测天空背景辐射时，背景光以漫入射方式照射到环形入瞳上，背景光照射到光纤端面(91)上。

8.根据权利要求2所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，还包括计算机，所述计算机与探测器(10)连接。

9.根据权利要求8所述的实现太阳和天空辐射一体观测的自标定方法，其特征在于，所述计算机上安装有TracePro软件仿真软件。