[发明专利]基于成像光谱仪的超越探测器动态范围探测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感成像光谱仪空间探测技术领域，具体涉及一种基于成像光谱仪的超越探测器动态范围探测的方法。

背景技术

根据空间大气随临边高度、波长变化的辐射特性分析，在紫外/可见波段，地球临边大气散射光谱辐亮度随波长变化的动态范围高达10^5～6量级，而紫外CCD探测器动态范围一般为10^3～4量级。为了实现大动态范围的探测，通常采用分波段（通道）探测法，即将大动态范围的光谱信号分解为满足探测器动态范围的多个波段分别进行探测，虽然联合各探测波段实现了紫外/可见波段超越探测器动态范围的光谱信号的测量，但极大地增加了仪器的复杂程度和研制成本，并对卫星平台资源提出了更高的要求。

发明内容

为了解决现有分波段（通道）探测法存在的过程复杂、研制成本高的问题，本发明提供一种基于成像光谱仪的超越探测器动态范围探测的方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

基于成像光谱仪的超越探测器动态范围探测的方法，该方法的条件和步骤如下：

步骤i：确定空间探测目标的光谱辐射分布特性，即成像光谱仪入瞳处的光谱辐亮度分布L(λ)；

步骤ii：对成像光谱仪光学系统中的各光学元件进行选择性镀膜，反射光学元件镀紫外增反膜，透射光学元件镀紫外增透膜；

步骤iii：利用成像光谱仪入瞳处的光谱辐亮度分布L(λ)测量得到成像光谱仪光学系统的紫外光谱信号的传输效率τ_o(λ)及探测器的相关参数，在保证弱紫外光谱信号能探测的前提下，设计积分时间t_int，计算成像光谱仪中的探测器对应各光谱信号输出电子数的理论值S_e(λ)；

步骤iv：在成像光谱仪的光学系统中加入具有特定光谱透过率功能的滤光片，滤光片的理想光谱透过率τ_filter(λ)为：

τfilter(λ)=1Se(λ)≤kSSATkSSATSe(λ)Se(λ)>kSSAt]]>

其中，k为比例系数，0.8<k<0.95，k决定探测器输出最大电子数S_e(λ)与饱和电子数S_SAT的关系。

步骤i中，利用大气传输模拟软件MODTRAN，计算空间探测目标在选定紫外/可见波段的典型大气条件下的地球临边大气光谱辐射分布特性。

步骤iii中，成像光谱仪中的探测器对应各光谱信号输出电子数的理论值S_e(λ)的计算式为：