一种适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统

1.本实用新型涉及一种适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统，属于遥感技术领域。


背景技术：

2.星载微光成像仪由于其巨大的辐射动态范围，夜间高增益下的辐射定标存在较大难度。目前国内外兴起一种基于地面灯光源稳定辐射的微光定标方法，通过计算地面灯光源出射发射中到达大气层顶的上行辐射，与卫星实际观测值比较，理论上能够减少月光干扰，实现高精度微光辐射定标。目前有研究采用现有地面灯光源如大桥灯光、舰船灯光等作为星载微光成像仪监测的灯光源目标，但由于现有灯光源的发光功率不稳定、光谱特性难以测量、各向同性不具备等缺点（cao c. and y. bai, 2014: quantitative analysis of viirs dnb nightlight point source for light power estimation and stability monitoring. remote sens., 6, 11915-11935. doi:10.3390/ rs61211915.），需要研制适用于星载微光成像仪辐射定标的专用灯光源装置。
3.目前已有的一种用于星载微光成像仪辐射定标的积分球灯光源装置（申请号cn202022785067.4），在开展辐射定标相关科学研究时具有较好效果，但由于缺少自动化控制模块、无法脱离市电环境，在用于外场业务化辐射定标时并不方便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统，能够使积分球在开展辐射定标时具备自动化控制能力、在脱离市电环境下仍能正常使用。
5.为达到上述目的，本实用新型提供了一种用于星载微光成像仪辐射定标的积分球灯光源装置，包括积分球，所述积分球内设有光源模块，所述积分球外侧连接有供电模块、监测模块、控制模块、水冷模块；
6.所述供电模块连接所述光源模块、控制模块、监测模块和水冷系统，所述监测模块的输出端连接所述控制模块；
7.所述控制模块预先存储有卫星过境时刻数据，所述控制模块连接光源模块，所述控制模块根据卫星过境时刻数据和监测模块得到的监测数据，控制光源模块的工作；
8.所述控制模块连接水冷模块，所述控制模块根据监测模块得到的监测数据，控制水冷模块的运行。
9.进一步地，所述供电模块包括：配电线路和油机，所述配电线路连接市电获取电能，所述油机用于在无市电条件下提供电能。
10.进一步地，所述光源模块为led发光单元，所述led发光单元均匀布置在积分球前半球。
11.进一步地，所述积分球球体上开设有出光口，所述led发光单元发出的光经过积分
球内壁的反射，在出光口发出各向均匀的白光。
12.进一步地，所述led发光单元的安装位置与出光口的中心法线呈65
°
。
13.进一步地，所述监测模块包括光谱辐射计及稳定性监测仪，所述光谱辐射计用于监测出射辐射，所述稳定性监测仪用于监测辐射稳定性。
14.优选地，所述光谱辐射计检测光谱的范围能够覆盖星载微光成像仪的光谱范围。
15.进一步地，所述监测模块还包括温度传感器，所述温度传感器用于监测积分球内部的工作温度。
16.进一步地，所述水冷模块包括设于所述光源模块底部的水冷灯座和设于积分球外部的水冷箱，所述水冷灯座与水冷箱通过管道连接。
17.优选地，所述水冷灯座固定在积分球球体上，水冷灯座在积分球球体内侧部分的外圈环绕有半圈弧形挡光板。
18.优选地，水冷箱的制冷液流经水冷灯座，带走光源模块的热量。
19.进一步地，所述积分球通过支撑架支撑于水平地面上。
20.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
21.本实用新型包括积分球，所述积分球内设有光源模块，所述积分球外侧连接有供电模块、监测模块、控制模块、水冷模块；供电模块连接光源模块、控制模块、监测模块和水冷系统，监测模块的输出端连接控制模块；本实用新型增加了供电模块，能够在脱离市电环境下仍能正常使用，能够在无人条件下长时间在外场运行；
22.本实用新型的控制模块预先存储有卫星过境时刻数据，控制模块连接光源模块，所述控制模块根据卫星过境时刻数据和监测模块得到的监测数据，控制光源模块的工作；控制模块连接水冷模块，所述控制模块根据监测模块得到的监测数据，控制水冷模块的运行。本实用新型的光源模块能够发射各向均匀的白光，其光谱范围与星载微光成像仪相对响应函数匹配；本实用新型增加了控制模块，能够在无人条件下长时间在外场运行，适用于星载微光成像仪在外场条件下开展业务化的辐射定标。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例提供的一种用于星载微光成像仪辐射定标的积分球灯光源装置的结构示意图。
24.图中：1、积分球；2、出光口；3、光谱辐射计；4、稳定性检测仪；5、控制模块；6、油机；7、水冷箱。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述区分，而不能理解
为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
27.如图1所示，本实用新型一种适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统，包括支撑架、积分球1、光源模块、供电模块、监测模块、控制模块5和水冷模块。
28.积分球1内径400mm，由支撑架支撑，能够平稳放置在水平地面上。优选的，支撑架为钢制支撑架，具有坚固耐腐蚀的特点。积分球1上开设有直径为220mm的圆形出光口2。
29.光源模块设于积分球1内部，为led发光单元，设于积分球1内部，由供电模块提供电能。led发光单元发出的光经过积分球1内壁的反射，在出光口2发出各向均匀的白光。在本实施例中，光源模块为12只不同波长的500w功率led发光单元，出光口2辐射覆盖500-900nm的光谱范围，与星载微光成像仪的相对响应函数相匹配。12只led发光单元在积分球1的前半球间隔30
°
均匀布置，安装位置与出光口2中心法线呈65
°
。
30.供电模块包括配电线路和油机6。配电线路连接市电获取电压为220v频率为50hz的交流市电。在不具备市电条件下，油机6启动，为适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统供电。
31.监测模块由供电模块提供电能，包括光谱辐射计3、稳定性监测仪4和温度传感器。光谱辐射计3用于监测出射辐射。在本实施例中，选用适用于低光度条件的覆盖500-900nm光谱范围的高灵敏度光谱仪，能够准确检测出光口2的光谱辐亮度。稳定性监测仪4用于监测辐射稳定性。在本实施例中，选用高灵敏度光电传感器，将光信号转换成高分辨率的数字输出信号，能够监测输出辐射的时间稳定性。温度传感器用于监测积分球1内部的工作温度。
32.控制模块5预先存储有卫星过境时刻数据，包括30天内卫星每天的过境时刻。控制模块5控制适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统在卫星过境时刻的5分钟前开始工作，在卫星过境时刻5分钟后停止工作。在工作时，控制模块5根据光谱辐射计3、稳定性监测仪4的监测数据，控制光源模块的运行状态。
33.水冷模块包括设于光源模块底部的水冷灯座和设于积分球1外部的水冷箱7，水冷灯座与水冷箱7通过管道连接。控制模块5根据温度传感器的监测数据，控制水冷箱7的制冷液流经水冷灯座带走光源模块工作产生的巨大热量，实现动态恒温控制，防止灯光源温度升高影响出射辐射。
34.与现有技术相比，本实用新型提供的一种适用于星载微光成像仪业务化辐射定标的灯光源系统，能够使积分球1在开展辐射定标时具备自动化控制能力、在脱离市电环境下仍能正常使用。
35.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。