[发明专利]一种多光合一大口径空间相机在轨星上红外辐射定标系统

权利要求书

1.一种大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，包括：主镜、次镜、三镜、分光镜、红外反射镜、可见光焦平面组件、红外成像组件及红外定标组件，所述红外定标组件设置于所述红外反射镜和红外成像组件之间，可见光和红外的复合光束经过所述主镜反射，入射到所述次镜上，再进入所述三镜并经所述三镜反射后入射到所述分光镜上，所述分光镜对入射的可见光进行反射并对入射的红外光进行透射，经所述分光镜反射的可见光入射到所述可见光焦平面组件上，经所述分光镜透射的红外光线入射进入所述红外反射镜，并经所述红外反射镜反射到所述红外成像组件上，所述红外定标组件移入所述红外光线所在的光路，所述红外成像组件采集所述红外定标组件形成的对应的图像，并根据所述对应的图像的灰度值差值和对应的辐射亮度差值得到辐射响应度，再根据所述辐射响应度对卫星图像进行非均匀性校正和定量化反演；

所述红外定标组件包括位移驱动结构、通光孔、定标黑体及定标灰体，所述位移驱动结构驱动所述通光孔、定标黑体及定标灰体移入光路中；

所述定标黑体包括依次层叠设置的有效辐射面、匀热层、面加热层及隔热保温层，所述有效辐射面、匀热层、面加热层及隔热保温层由框架固定，所述有效辐射面由若干个涂有黑漆的锥型凸台组成；

所述定标灰体包括依次层叠设置的有效辐射面、匀热层、面加热层及隔热保温层，所述有效辐射面、匀热层、面加热层及隔热保温层由框架固定，所述有效辐射面为镀金的漫反射表面。

2.如权利要求1所述的大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，所述匀热层内包括有高精度温度传感器。

3.如权利要求1所述的大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，采用短期两点定标方式，所述短期两点定标方式具体为：

所述位移驱动结构驱动所述定标灰体移入所述红外光线所在的光路，所述红外成像组件采集所述定标灰体的图像；

所述位移驱动结构再驱动所述定标黑体移入所述红外光线所在的光路，所述红外成像组件采集所述定标黑体的图像；所述位移驱动结构再驱动所述通光孔移入所述红外光线所在的光路；

根据所述定标灰体的图像和所述定标黑体的图像的像元灰度值之差和对应的辐射亮度之差，计算每个像元的辐射响应度；

所述位移驱动结构再驱动所述通光孔移入所述红外光线所在的光路，获取在轨卫星图像，每幅图像对应像元的灰度值都减去定标灰体的像元灰度值，作为有效信号，再利用所述辐射响应度进行均匀性校正或用于定量反演。

4.如权利要求1所述的大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，采用长周期多点定标方式，所述长周期多点定标方式具体为：

所述位移驱动结构驱动所述定标灰体移入所述红外光线所在的光路，所述红外成像组件采集所述定标灰体的图像；

所述位移驱动结构驱动所述定标黑体移入所述红外光线所在的光路，所述成像组件采集所述定标黑体的图像；

位移驱动结构再驱动所述通光孔移入所述红外光线所在的光路；

根据所述定标黑体与所述定标灰体的辐射之差和对应图像中像元的灰度值之差，利用多个温度点对应的辐射亮度和图像像元数据，再利用最小二乘法计算像元辐射响应度；

所述位移驱动结构再驱动所述通光孔移入所述红外光线所在的光路，获取在轨卫星图像，每幅图像对应像元的灰度值都减去定标灰体的像元灰度值，作为有效信号，再利用所述辐射响应度进行均匀性校正或用于定量反演。

5.如权利要求4所述的大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，所述定标黑体温度可以设置多个温度点，依次完成每个温度点下的定标黑体图像采集，以及定标灰体的图像采集。

6.如权利要求1所述的大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，所述可见光焦平面组件为由多个可见近红外图像探测器拼接而成的长焦平面阵列，用于将入射到焦面上的光信号转换为数字图像。

7.如权利要求1所述的大口径红外相机在轨星上红外辐射定标系统，其特征在于，所述成像组件包括低温红外光学系统组件和红外成像探测器组成，所述低温红外光学系统组件是由红外光学镜组和镜筒组成的组件，用于将红外反射镜的成像光束成像至红外成像探测器。