[发明专利]地基自动化月球观测短波红外高光谱成像系统及使用方法

权利要求书

1.一种地基自动化月球观测短波红外高光谱成像系统，其特征在于：包括短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)、二维跟踪转台(2)、捕获相机(3)、辐射定标设备(4)、光谱定标设备(5)、采集控制计算机(6)以及电源及配电设备(7)；

短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)安装于二维跟踪转台(2)上，在二维跟踪转台(2)的带动下，将短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的光轴指向月球运行轨道的前方且短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的狭缝与月球运行方向垂直，开始进行图像采集；

捕获相机(3)安装于短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)上，捕获相机光轴(3)与短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的前置光学镜头组件的光轴指向一致，捕获相机(3)的视场大于短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的视场，且短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的视场与捕获相机(3)的视场具有重合区域，用于将月球引导入短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的视场内；

辐射定标设备(4)位于二维跟踪转台(2)一侧，用于对短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)进行辐射标定；

光谱定标组件(5)将标定光引入短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)的狭缝处，用于对短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)进行实时的光谱定标；

采集控制计算机(6)分别与短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)、二维跟踪转台(2)、捕获相机(3)、辐射定标设备(4)、光谱定标设备(5)以及电源及配电设备(7)电连接，用于控制完成图像采集、配电系统的控制以及全系统参数设置；

电源及配电设备(7)分别与短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)、二维跟踪转台(2)、捕获相机(3)、辐射定标设备(4)、光谱定标设备(5)以及采集控制计算机(6)电连接，用于全系统的自动加电和断电，以及根据采集控制计算机(6)控制二维跟踪转台(2)的转动方向和转动速度；

所述短波红外狭缝型高光谱成像仪(1)包括桁架支撑系统(10)、前置光学镜头组件(11)、短波红外分光组件(12)、制冷型短波红外探测器组件(13)以及温度控制组件(14)；

桁架支撑系统(10)包括前端安装法兰(100)、后端安装法兰(101)、分光组件安装板(102)、调整支杆组件(103)、前端固定底座(104)、后端固定底座(105)、第一固定板(106)以及第二固定板(107)；

前端安装法兰(100)与后端安装法兰(102)上均设有中心通光孔(110)；

前端安装法兰(100)前表面通过第一转接法兰(108)安装前置光学镜头组件，前端安装法兰(100)后表面上沿圆周方向安装N个前端固定底座(104)；

后端安装法兰(101)前表面上沿圆周方向安装N个后端固定底座(105)，后端安装法兰(101)后表面通过第二转接法兰(109)安装制冷型短波红外探测器组件(13)；

所有前端固定底座(104)与所有后端固定底座(105)沿圆周方向交错布置；前端固定底座(104)和后端固定底座(105)上均设有两个球形凹槽；

调整支杆组件(103)为2N根，调整支杆组件(103)的两端均设有球头(1031)；调整支杆组件(103)一端通过球头(1031)安装在前端固定底座(104)的球形凹槽内，调整支杆组件(103)另一端通过球头(1031)安装在后端固定底座(105)的球形凹槽内；每两个相邻的调整支杆组件(103)呈“八”字形，其中N≥3；

前端安装法兰(100)和后端安装法兰(101)之间设置有分光组件安装板(102)；短波红外分光组件(12)通过转接板(111)安装于分光组件安装板(102)上，分光组件安装板(102)设有姿态调节机构(112)，通过姿态调节机构(112)作用于转接板(111)上实现对短波红外分光组件(12)在平行分光组件安装板(102)的平面内进行姿态调整；

第一固定板(106)一端与第一转接法兰(108)外圆表面连接，另一端与第二转接法兰(109)外圆表面连接，第一固定板(106)上安装捕获相机(3)；

第二固定板(107)一端与第一转接法兰(108)外圆表面连接，另一端与第二转接法兰(109)外圆表面连接，第二固定板(107)上设置与二维跟踪转台(2)对接的安装孔；

温度控制组件(14)包括分光组件外罩(141)、第一筒状碳纤维外罩(142)、第二筒状碳纤维外罩(143)、加热片(144)、玻璃钢隔热垫(145)以及温控仪；

分光组件外罩(141)安装于所述分光组件安装板(102)上，短波红外分光组件(12)位于分光组件外罩(141)内；多个加热片(144)均匀贴覆于分光组件外罩(141)外表面以及分光组件安装板(102)的底面上，并且贴覆加热片的表面均采用保温棉包覆；

第一筒状碳纤维外罩(142)同轴安装于前置光学镜头组件(11)外部；多个加热片(144)均匀贴覆于所述前置光学镜头组件(11)的外壳上并采用保温棉包覆；

第二筒状碳纤维外罩(143)套装于桁架支撑系统(10)外部，第二筒状碳纤维外罩(143)的两端分别与第一转接法兰(108)和第二转接法兰(109)连接；

第一转接法兰(108)与前置光学镜头组件(11)之间、后端安装法兰(101)与第二转接法兰(109)之间均设置有玻璃钢隔热垫(145)；

温控仪分别与设置在分光组件外罩(141)上的多个加热片(144)以及设置在前置光学镜头组件(11)的外壳上的加热片(144)连接，从而控制前置光学镜头组件(11)的温度范围在20℃±5℃以及短波红外分光组件的温度范围在10℃±1摄氏度。