用于遥感器在轨光谱辐射绝对定标的积分球传递辐射计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于遥感器在轨光谱辐射定标领域，涉及一种用于卫星遥感器在轨光谱辐射绝对定标的积分球传递辐射计。
【背景技术】
[0002]随着人类对全球气候变暖、高分辨率对地观测、极端灾害预报等若干重大问题的持续深入研究，对可溯源至统一辐射基准的高质量航天遥感数据的需求越来越迫切。由于现有的卫星光学遥感载荷光谱辐射定标缺少高精度的统一辐射基准，导致大量卫星的遥感数据存在较大的测量误差，使得现有遥感卫星难以满足气候、资源和环境等某些领域大量的科学数据需求。为满足对地球气候观测的研究需求，各种空间任务提供了大量的观测数据，数据的质量和公布精度的可靠性和充分性成为数据有效使用的关键。但在空间业务中，尤其对于光学传感器，虽然发射前的地面定标手段完善，定标精度高，但是由于发射过程震动以及入轨后空间环境等影响，在轨辐射标度发生衰减和漂移，辐射基准传递链断裂，致使入轨后的仪器无法溯源至SI (国际基本单位制--the internat1nal system ofunits
ofmeasurement)。为了提高在轨定标精度，使其不确定度水平与国家计量实验室的一级标准量级相当，需要建立严格可溯源SI的空间在轨辐射基准传递系统，由此建立数据质量和数据精度控制体系，从机制上对遥感辐射定标进行规范，保证所有的直接获取数据或者有源产出数据都能够真实有效的溯源到SI，以前所未有的在轨低不确定度水平，对影响气候变化的参量进行监控。由于太阳总辐照度和光谱辐照度在长时间的尺度内可认为是稳定的，所以将太阳作为在轨遥感器的辐射源，利用空间低温辐射计对其测量，由此形成可溯源SI的基准传递系统。但是由于空间载荷体积重量的限制，直接导致接收的太阳辐射量值有限，当其应用到窄带宽谱段级别时，辐射值已经非常微弱，如何将其监测并用于遥感器光谱福射定标是关键冋题。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可溯源SI的、高集成度、高精度测量的用于遥感器在轨光谱辐射绝对定标的积分球传递辐射计。
[0004]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0005]用于遥感器在轨光谱福射绝对定标的积分球传递福射计，其特征在于，该福射计包括:积分球主体、滤光片探测器模块和光电测量模块；所述积分球主体内开两个口，反射光通过两个开口分别进入固定在积分球主体外部的滤光片探测器模块和光电测量模块；积分球主体内部涂有漫反射涂料。
[0006]本发明的有益效果是:本发明所提供的用于遥感器在轨光谱辐射绝对定标的积分球传递辐射计将将陷阱探测器标准和滤光片辐射计功能合二为一，结构集成度高，小巧轻便，适合作为在轨载荷进行空间辐射定标。本发明的双口径光阑设计可以提供功率基准与辐照度基准和辐亮度基准之间的转换。本发明所采用的一次反射隔板配合高漫反射率低镜面反射率涂料可以实现入射光在光电测量模块开孔和滤光片探测器开孔处的出射光的高朗伯均匀性。本发明在光电测量模块内采用独特的光调制器系统和数字相敏检波技术，并将InGaAs探测器进行了机械制冷，使其工作在240K低温下，最终实现了 10 13W量级、17动态测量范围和最低测量功率水平信噪比可达到400的高精度电路测量控制系统。配合特殊选取的15个窄带滤光片，使用平滑插值算法，本发明中的滤光片探测器实现了对覆盖300?2500nm太阳反射谱段，3?1nm分辨率的光谱辐射定标，基准测量传递不确定度0.3%水平。综上所述，本发明所涉及的用于卫星遥感器在轨光谱辐射绝对定标的积分球传递辐射计具有对低功率信号进行高精度测量的能力，同时具备性能长期稳定的保证，可以为空间在轨溯源低温辐射计标准所使用，配合本发明所具备的将功率基准转换为辐亮度基准及高分辨率低不确定度水平的基准传递的特点，很好地解决了对成像光谱仪等卫星遥感器载荷的高精度在轨溯源SI光谱辐亮度定标的难题。
【附图说明】
[0007]图1是本发明所提供的积分球辐射计整体系统的结构示意图。
[0008]图2是图1中光学测量模块内部的信号测量控制电路原理图。
[0009]图中:1、积分球主体，2、精密视场光阑，3、第一孔径隔栏，4、第二孔径隔栏，5、一次反射挡板，6、滤光片探测器模块开孔，7、光电测量模块开孔，8、漫反射涂料，9、光电测量封装，10、光调制器系统，11、第一 Silicon和InGaAs探测器，12、第一机械制冷装置，13、信号测量控制电路，14、滤光片探测器封装，15、滤光片及其轮换装置，16、第二 Silicon和InGaAs探测器，17、第二机械制冷装置。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0011]参见图1，本发明涉及的一种用于卫星遥感器在轨光谱辐射绝对定标的积分球传递辐射计，主要由积分球主体、光电测量模块和滤光片探测器组成。
[0012]积分球主体包括积分球腔1、精密视场光阑2、第一孔径隔栏3、第二孔径隔栏4、一次反射挡板5、滤光片探测器模块开孔6、光电测量模块开孔7、漫反射涂料8。精密视场光阑2装配在积分球腔I的入口处，第一孔径隔栏3和第二孔径隔栏4分别设置在精密视场光阑2内；一次反射挡板5设置在滤光片探测器模块开孔6和光电测量模块开孔7与入射光束的第一次反射面之间，漫反射涂料8均勾分布在积分球腔I内表面和一次反射挡板5全表面。
[0013]光电测量模块包括光电测量封装9、光调制器系统10、第一 Silicon和InGaAs探测器11、第一机械制冷装置12、信号测量控制电路13。光调制器系统10紧邻光电测量模块开孔7之后装配，第一 Silicon和InGaAs探测器11安装在经过光调制器系统10的光路上，信号测量控制电路13与第一 Silicon和InGaAs探测器11 一同封装，第一机械制冷装置12与该封装相连接装配于其后，位于光电测量封装9的尾部。
[0014]滤光片探测器模块包括滤光片探测器封装14、滤光片及其轮换装置15、第二Silicon和InGaAs探测器16、第二机械制冷装置17.滤光片探测器封装14与滤光片探测器模块开孔6相连，滤光片及其轮换装置15安装于探测器模块开孔6之后，第二 Silicon和InGaAs探测器16安装在经过滤光片及其轮换装置15之后的光路上，第二机械制冷装置17与第二 Silicon和InGaAs探测器16相连，位于滤光片探测器封装14尾部。
[0015]当有光束经过精密视场光阑2入射到积分球腔I中时，如果光束不完全覆盖第一孔径隔栏3和第二孔径隔栏4，是采用功率基准溯源定标；如果光束完全覆盖第