大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大气痕量气体测量系统领域，具体是一种大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统。
【背景技术】
[0002]大气痕量气体观测载荷在原始获取紫外/可见地表、天空散射光信号的基础上需要通过特定算法对测量数据进行处理、得到大气痕量气体浓度信息，因此对实际大气的测量能力为载荷性能的最终衡量方式。为了验证载荷的综合性能，需要在地面测试载荷对气体的测量能力，包括对已知浓度的标准气体和实际大气的测量能力(包括成像扫描测量能力);同时为验证载荷辐射定标及光谱定标精度也需要在地面进行相应的测试。目前没有一种满足该类型载荷地面性能综合测试与验证的系统。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，以解决现有技术没满足该类型载荷地面性能综合测试与验证的系统的问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，包括有超净工作室，其特征在于:超净工作室内底部转动安装有二维旋转平台，二维旋转平台上设置有大气痕量气体观测载荷，超净工作室内位于大气痕量气体观测载荷水平方向一侧设有样品池，样品池中充有气体，所述超净工作室一侧开有成像扫描条状测量窗口，超净工作室顶部位于二维旋转平台正上方开有天顶方向太阳散射光观测窗口，超净工作室顶部位于天顶方向太阳散射光观测窗口一侧还开有太阳光入射窗口，太阳光入射窗口下方的超净工作室内设有太阳跟踪装置，太阳光从太阳光入射窗口入射至超净工作室内，经过太阳跟踪装置后，水平穿过样品池入射至大气痕量气体观测载荷。
[0005]所述的大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，其特征在于:所述系统拥有天顶方向太阳散射光观测窗口和水平成像扫描条状测量窗口，大气痕量气体观测载荷在二维转台的带动下，分别测量天顶方向和水平方向散射光信息，可得到痕量气体柱浓度，验证其对痕量气体的测试效果。
[0006]所述的大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，其特征在于:所述系统拥有水平成像扫描条状测量窗口，大气痕量气体观测载荷在二维转台的带动下，可模拟飞行时的推扫工作方式，测量痕量气体二维分布，验证载荷成像测量能力。
[0007]所述的大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，其特征在于:所述太阳跟踪装置由多个反射镜和一个半反半透镜构成，太阳光经过多个反射镜反射后，再垂直向下透射过半反半透镜，然后经最后一个反射镜反射后水平穿过样品池入射至大气痕量气体观测载荷。
[0008]所述的大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，其特征在于:所述超净工作室内还设置有氙灯，氙灯的出射光经过太阳跟踪装置中半反半透镜反射后，再经过太阳跟踪装置中最后一个反射镜反射后水平穿过样品池入射至大气痕量气体观测载荷。
[0009]本发明可实现大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证，为载荷提供地面性能验证平台，包括载荷对已知浓度的标准气体和实际大气的测量能力(包括成像扫描测量能力)；辐射定标及光谱定标精度验证。
【附图说明】
[0010]图1为大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统原理框图。
【具体实施方式】
[0011]参见图1所示，大气痕量气体观测载荷地面性能综合测试与验证系统，包括有超净工作室9，超净工作室9内底部转动安装有二维旋转平台7，二维旋转平台7上设置有大气痕量气体观测载荷4，超净工作室9内位于大气痕量气体观测载荷4水平方向一侧设有样品池3，样品池3中充有气体，超净工作室9 一侧开有成像扫描条状测量窗口 8，超净工作室9顶部位于二维旋转平台7正上方开有天顶方向太阳散射光观测窗口 6，超净工作室9顶部位于天顶方向太阳散射光观测窗口 6—侧还开有太阳光入射窗口 1，太阳光入射窗口 1下方的超净工作室9内设有太阳跟踪装置2，太阳光从太阳光入射窗口 2入射至超净工作室9内，经过太阳跟踪装置2后，水平穿过样品池3入射至大气痕量气体观测载荷4。
[0012]太阳跟踪装置2由多个反射镜21和一个半反半透镜22构成，太阳光经过多个反射镜反射后，再垂直向下透射过半反半透镜22，然后经最后一个反射镜反射后水平穿过样品池3入射至大气痕量气体观测载荷4。
[0013]超净工作室9内还设置有氙灯5，氙灯5的出射光经过太阳跟踪装置2中半反半透镜22反射后，再经过太阳跟踪装置中最后一个反射镜反射后水平穿过样品池3入射至大气痕量气体观测载荷4。
[0014]本发明为测试载荷对气体的测试能力，评估载荷综合性能，同时验证光谱、辐射定标精度，发明地面性能综合测试与验证系统，开展气体测试与定标精度验证工作。具体测量及工作内容可分为:
1)已知浓度样气测试
测试载荷气体测量精度、稳定性、重复性和线性响应，通过多次测量不同已知浓度的样气，评估载荷性能。实际测试时利用太阳直射光(天气状况良好时)或氙灯(天气状况不满足需要时)作为光源照射充满样气的样品池，载荷通过测量无样气及有样气时的光谱信号，利用算法得到样气浓度，并通过与已知的浓度进行对比、完成载荷气体测量精度、稳定性、重复性和线性响应等测试工作。
[0015]具体的，利用太阳跟踪装置2跟踪太阳，直射太阳光通过太阳光入射窗口 1进入测量光路，并通过已知浓度的标准气体3后被大气痕量气体观测载荷4接收，通过对比测量浓度和已知浓度实现对载荷性能评估。而当天气状况不满足需要时(阴天或者夜晚)，利用氙灯5作为光源，该光源发出的光同样经过已知浓度的标