[发明专利]一种星载高光谱遥感相机的真空紫外波段光谱定标装置及定标方法

说明书

本发明属于技术辐射光路定标领域，具体涉及一种星载高光谱遥感相机的真空紫外波段光谱定标装置，包括：凸球面反射镜(1)、超环面反射镜(2)、真空电动二维平移机构(3)、操作平台(12)、待测星载高光谱遥感相机(5)、真空罐(9)、真空紫外单色仪(10)和光源(11)；凸球面反射镜(1)和超环面反射镜(2)通过各自的镜框和镜架放置在操作平台(12)上，二者错位放置，凸球面反射镜(1)通过连接工装(8)安装在位于操作平台(12)上的真空电动二维平移机构(3)上，待测星载高光谱遥感相机(5)放置在操作平台(12)上；真空紫外单色仪(10)水平设置在真空罐(9)外部；真空紫外单色仪(10)上设置光源(11)。

技术领域

本发明属于辐射光路定标和光谱成像仪技术领域，具体地说，涉及一种星载高光谱遥感相机的真空紫外波段光谱定标装置及定标方法。

背景技术

利用星载高光谱遥感相机对真空紫外波段气辉辐射进行探测，是研究电离层、热层的理想探测手段。光学遥感相机高精度水平探测的实现不仅取决于相机本身的性能，也取决于其探测数据的定量化反演水平，即通过原始数据产品反演出目标气体含量的水平，在探测数据定量化反演的过程中，地面定标是不可缺少的技术之一。

相比于可见光与红外波段，真空紫外波段缺少稳定的面源辐射源，测试需要在真空环境下进行，可用材料及测试空间有限，故该波段的定标难度偏大。目前，在星载高光谱遥感相机的真空紫外波段光谱地面定标方面，通常采用氘灯光源和真空紫外单色仪提供特定波长的单色光，光源经单色仪分光后，通过准直系统直接或经漫反板进入被测载荷，完成定标。典型的真空紫外仪，如DMSP卫星上的工作波段为120-190nm的SSUSI/SSULI真空紫外光谱仪、TIMED卫星上的GUVI真空紫外光谱仪，以及IMAGE卫星上SI真空紫外成像光谱仪等。国外同类仪器的真空紫外波段光谱定标装置包括：氘灯(氙灯)光源、真空紫外单色仪、准直系统、转台和真空室。光源经真空紫外单色仪分光后，通过准直系统直接或经漫反板进入被测载荷，完成定标。

随着对真空紫外气辉探测的要求与需求越来越高，出现了各类新型的真空紫外光谱仪，如ICON卫星上工作波段为60-100nm的真空紫外光谱仪，该真空紫外光谱仪在光谱维物距有限，但是在空间维物距无穷远，常用的真空定标装置只能满足在光谱维与空间维物距相等的情况下的定标，但是无法实现在光谱维与空间维物距不相等的情况下的定标。

另外，在紫外可见波段，定标可在大气环境下进行，进行测量时空间限制少。但是，针对真空紫外载荷，由于真空舱内空间有限，导致星载高光谱遥感相机在进行全视场测试时，转动空间受限，边缘视场测量精度下降等问题出现。

发明内容

为解决现有技术存在上述缺陷，本发明提出了一种星载高光谱遥感相机的真空紫外波段光谱定标装置，克服现有的真空紫外定标受定标光源的限制，且无法调整不同空间维物距的问题，同时还解决了星载高光谱遥感相机在大视场测试时受空间限制的问题，可将准直光束整形为汇聚的柱面光束，并实现视场的自扫描。该光路可满足星载高光谱遥感相机对不同空间维度的物距要求，实现相机大视场下的高精度标定。

该定标装置包括：凸球面反射镜、超环面反射镜、真空电动二维平移机构、操作平台、待测星载高光谱遥感相机、真空罐、真空紫外单色仪和光源；

所述凸球面反射镜、超环面反射镜、真空电动二维平移机构、操作平台和待测星载高光谱遥感相机均设置在真空罐内；

凸球面反射镜和超环面反射镜通过各自的镜框和镜架放置在操作平台上，凸球面反射镜与超环面反射镜错位放置，且超环面反射镜朝向真空罐外倾斜；凸球面反射镜通过连接工装安装在位于操作平台上的真空电动二维平移机构上，待测星载高光谱遥感相机放置在操作平台上，且靠近凸球面反射镜的一侧，并远离超环面反射镜；

真空紫外单色仪水平设置在真空罐外部，真空紫外单色仪的入射光阑处增设小孔径的圆孔，产生直径为1-5mm的准平行光束；真空紫外单色仪上设置光源。