一种大气下行长波辐射测量人工靶标的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及遥感技术领域，特别涉及一种大气下行长波辐射测量人工靶标。
【背景技术】
[0002] 卫星传感器接收到的热红外波段(8~14μπι)辐射主要来自地表自身辐射、大气上 行长波辐射和大气下行长波辐射。大气透过率、大气上行和下行长波辐射共同构成大气对 热红外遥感的影响。大气下行长波辐射指大气自身辐射和散射长波辐射向下到达地面的部 分。在定量热红外遥感领域，大气下行长波辐射是地表温度与发射率反演的关键因素之一。 此外，作为地表长波辐射的主要来源之一，大气下行辐射的获取对地表辐射收支、气候变化 和全球变暖等方面的研究具有重要意义。
[0003] 目前主要有四大类方法获取大气下行长波辐射，一是利用探空气球同步获取大气 廓线数据，将探空数据输入到大气辐射传输模型计算出大气下行长波辐射;二是通过实测 大气参数，如大气水汽含量等，利用经验统计关系计算大气下行长波辐射;三是利用图像自 身信息直接反演大气下行长波辐射；四是通过红外辐射仪在镀金漫反射板的辅助下进行野 外测量直接获取。野外测量是最直接最准确的大气下行长波辐射获取手段。
[0004] 上述大气下行长波辐射获取方法中，方法一存在探空气球上升过程中受到风的影 响会偏离目的地问题，而且探空气球探测整层大气时一般需要耗时1小时左右，而卫星/飞 机对地观测具有瞬时性，难以满足同步需求;方法二和方法三的主要缺陷在于经验统计关 系和反演方法误差较大，难以满足热红外遥感定量化应用需求;方法四能够在卫星/飞机过 境时刻瞬时获取高精度的大气下行长波辐射，但是众所周知，目前试验过程中使用的漫反 射金板尺寸小（~l〇cm)、价格十分昂贵，仅能满足地面近距离(~Im)测量。随着我国对地观 测技术的快速发展，对航空、航天遥感载荷场地替代定标要求越来越高，以往小面积的漫反 射金板不能够满足应用需要。 【实用新型内容】
[0005] (一)要解决的技术问题
[0006] 有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供了一种大气下行长波辐射测量人工靶 标，其面积大，具有良好的漫射特性和光谱平坦特性，适用于高空作业平台、机载平台或气 球平台搭载的红外载荷定标。
[0007] (二)技术方案
[0008] 本发明提供了一种大气下行长波辐射测量人工靶标，包括靶标本体11;其中，靶标 本体11为NXM个子靶标12无缝拼接而成的N行M列靶标阵列，其中，每个子靶标12包括子靶 标本体13和四个靶标支撑脚14，N、M为大于1的自然数，子靶标本体13为长度为a、宽度为b的 矩形铝合金板，子靶标本体13的上表面具有低发射率的透明氧化铝涂层，子靶标本体13背 面的四个顶角安装有四个可升降的靶标支撑脚14，a、b大于等于lm。
[0009] 优选地，还包括:温度测量系统；该温度测量系统包括:设置于全部或部分子靶标 本体13背面的测温电阻，且各个子靶标本体13背面测温电阻的数目相同或不同。
[0010] 优选地，其中之一的子靶标本体13的背面设置K个测温电阻，子靶标12还包括K个 测温电阻保护盖板15,其以子靶标本体13背面的中点为中心对称设置、或以子靶标本体13 背面中线为轴对称设置、或以子靶标本体13背面对角线为轴对称设置在子靶标本体13背 面，K个测温电阻分别位于K个测温电阻保护盖板15内，K为大于3的自然数。
[0011] 优选地，靶标支撑脚14包括固定柱18和调节螺杆19,固定柱18顶端安装在子靶标 本体13，通过调节螺杆19调整子靶标本体13的顶角的高度，靶标支撑脚14的高度调整范围 为0~50mm，革E标本体11的整体平整度优于l〇mm。
[0012] 优选地，还包括主控系统，主控系统连接温度测量系统，显示和存储测量的温度数 据;其中，温度测量系统包括温度采集单元21，温度采集单元21计算出每个测温电阻对应的 温度值，并将各个测温电阻对应的温度值的平均值作为人工靶标的温度值。
[0013] 优选地，该大气下行长波辐射测量人工靶标还包括子靶标连接件，子靶标连接件 包括两角连接件31和四角连接件32,子靶标本体13的四个顶角各开有一组通孔33,将两角 连接件31插入相邻两个子靶标12的相邻顶角的对应一组通孔33,并用螺母固定两角连接件 31，将四角连接件32插入相邻四个子靶标12的相邻顶角的对应一组通孔33,并用螺母固定 四角连接件32。
[0014]优选地，子靶标12还包括接触件和接触件架16,接触件架16设置在子靶标本体13 背面的其中一个边缘，接触件安装在接触件架16内，连接每个子靶标本体13的K个测温电阻 的线缆均连接至该子靶标12的接触件，再由接触件引出的线缆与温度采集单元21连接。
[0015] 优选地，该大气下行长波辐射测量人工靶标还包括铝箱纸，其沿靶标本体11周边 铺设。
[0016] 优选地，该大气下行长波辐射测量人工靶标还包括衬网，衬网铺设在靶标本体11 下方的地面，面积大于等于靶标本体11面积。
[0017] 优选地，子靶标本体13为边长为Im的正方形铝合金板，所述N和M取4，靶标本体11 由16块子靶标12无缝拼接成的4行4列靶标阵列，靶标本体11边长为4m，面积16m2，所述K取 2,其中1个测温电阻保护盖板15设置在子靶标本体13背面的中点，另1个设置在背面1个顶 角附近。
[0018](三)有益效果
[0019] 从上述技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：
[0020] (1)靶标本体为N X M个子靶标无缝拼接而成，子靶标方便运输，避免了大面积靶标 不方便运输的问题；
[0021] (2)子靶标本体的上表面具有低发射率的透明氧化铝涂层，靶标表面发射率低，抗 紫外线能力好、光谱平坦、朗伯性好、环境稳定，膜层和基底结合牢固，提高了大气下行长波 辐射值的测量精度，减小了测量误差；
[0022] (3)采用铝合金材料，大幅降低了人工靶标的成本；
[0023] (4)靶标尺寸大，该大面积靶标本体不仅能满足地面近距离测量，还能适用于高空 作业平台、机载平台和气球平台搭载的红外载荷定标；
[0024] (5)靶标支撑脚可调整子靶标本体的平整度，测温电阻保护盖板保护测温电阻，采 用多个测温电阻温度值的平均值作为人工靶标的温度值，连接件将相邻子靶标固定连接并 保持人工靶标的整体平整，进一步减小了测量误差，提高了测量精度。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型实施例的大气下行长波辐射测量人工靶标的靶标本体的正面 图；
[0026] 图2为本实用新型实施例的大气下行长波辐射测量人工靶标的靶标本体的背面 图；
[0027]图3为本实用新型实施例的子靶标的正面图；
[0028] 图4为本实用新型实施例的子靶标的背面图；
[0029] 图5为本实用新型实施例的靶标支撑脚结构图；
[0030] 图6为本实用新型实施例的大气下行长波辐射测量人工靶标的温度测量系统和主 控系统示意图。
[0031] 【符号说明】
[0032] 11-靶标本体；12-子靶标；13-子靶标本体；14-靶标支撑脚；15-测温电阻保护盖 板;16-接触件架；18-固定柱；19-调节螺杆；
[0033] 21-温度采集单元;22-主控计算机；
[0034] 31-两角连接件;32-四角连接件;33-通孔。
【具体实施方式】
[0035] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并 参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0036] 本实用新型提供一种大气下行长波辐射测量人工靶标，该大气下行长波辐射测量 人工靶标测量精度高、尺寸大、成本低，不仅可用于地面近距离测量，还适用于航空、航天等 远距离测量。
[0037] 由于大气下行长波辐射是地表温度和发生率反演的关键因素之一，对地表辐射收 支、气候变化和全球变暖的研究有重要意义，大气下行长波辐射值的测量是遥感领域的重 要研究课题，大气下行长波辐射的测量原理为:在无云条件下，假设大气水平均一、各向同 性，不考虑大气的散射作用，长波红外辐射传输方程可写为：
[0038] Lsensor = T · [ελ · B(Ts，X) + (1-￡a) · LatmJ+LatmT (I)
[0039] 其中，Lsenscir是红外传感器入瞳辐射亮度，Uw和Uw是大气下行长波辐射和大气 上行长波辐射，τ是目标至红外传感器路径的大气透过率，Ts是目标温度，^是目标发射率， 其与波长有关，λ为波长，B是Planck函数，其与目标