[发明专利]星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置及方法

权利要求书

1.一种星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置，其特征在于，包括：真空罐(1)、液氦冷屏(2)、高精度黑体(3)、干涉式红外高光谱探测仪(4)、干涉式红外高光谱探测仪指向镜(5)，隔振平台(6)、安装平台(7)、支撑平台(8)、制冷控制系统(9)和仪器与定标设备控制系统(10)，所述液氦冷屏(2)竖直安装在所述真空罐(1)内壁侧面，所述安装平台(7)水平安置在所述真空罐(1)内壁底部，所述隔振平台(6)水平安置在所述安装平台(7)上，所述干涉式红外高光谱探测仪(4)水平安置在所述隔振平台(6)上，所述干涉式红外高光谱探测仪指向镜(5)安装在所述干涉式红外高光谱探测仪(4)中，所述支撑平台(8)安装在所述安装平台(7)上，所述高精度黑体(3)悬挂安装在所述支撑平台(8)上；

所述真空罐(1)侧壁设置有法兰，所述制冷控制系统(9)和所述仪器与定标设备控制系统(10)通过所述法兰与内部连接。

2.根据权利要求1所述一种星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置，其特征在于：所述制冷控制系统(9)与所述安装平台(7)连接，模拟卫星在轨工作环境，真空度优于1×10^-5Pa。

3.根据权利要求1所述一种星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置，其特征在于：所述液氦冷屏(2)尺寸不小于1500×1500mm，负载时温度低于20K，表面比辐射率：98％。

4.根据权利要求1所述一种星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置，其特征在于：所述高精度黑体(3)发射率优于0.99，有效辐射面大于Φ300mm，测温不确定度优于0.02K。

5.根据权利要求1所述一种星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置，其特征在于：所述干涉式红外高光谱探测仪指向镜(5)通过转动可以控制指向所述高精度黑体(3)或者所述液氦冷屏(2)。

6.一种权利要求1所述星载干涉式红外高光谱探测仪发射前辐射定标装置的定标方法，包括以下步骤：

步骤一，安装装置并将所述制冷控制系统(9)和所述仪器与定标设备控制系统(10)通过所述法兰与内部连接；

步骤二，调节仪器位置，所述液氦冷屏(2)和所述高精度黑体(3)充满所述干涉式红外高光谱探测仪(4)的口径与视场；

步骤三，将所述真空罐(1)抽至真空后，控制外部液氮流量，实现对罐内低温部件的降温；

步骤四，仪器及低温部件温控到位且稳定后，控制所述干涉式红外高光谱探测仪指向镜(5)指向所述高精度黑体(3)，控制所述高精度黑体(3)温度在所述干涉式红外高光谱探测仪(4)工作动态范围内并测量多组所述干涉式红外高光谱探测仪(4)输出干涉图与所述高精度黑体(3)温度值记录，每次记录需待所述高精度黑体(3)温度稳定且正向与反向干涉图各不少于50幅；

步骤五，控制所述干涉式红外高光谱探测仪指向镜(5)指向所述液氦冷屏(2)，记录所述干涉式红外高光谱探测仪(4)输出的干涉图，正向与反向干涉图各不少于50幅；

步骤六，对采集的所有正向与反向干涉图进行相位对齐后取均值进行傅里叶变换，得到未标定的复数光谱；

步骤七，按照干涉图有效长度、干涉图采样步长、光谱定标系数对复数光谱进行通道对应；

步骤八，根据所述高精度黑体(3)发射率与Planck公式计算光谱范围内对应各通道的所述高精度黑体(3)辐亮度；根据所述液氦冷屏(2)发射率与Planck公式计算光谱范围内对应各通道的所述液氦冷屏(2)辐亮度；

步骤九，根据所述高精度黑体(3)与所述液氦冷屏(2)的复数光谱与入射辐亮度分别计算复数定标系数。

7.根据权利要求6所述的定标方法，其特征在于：所述步骤九中，定标系数包含复数增益G(σ)与自发射背景O(σ)关系为：

S(σ)＝G(σ)(B(σ)-O(σ)) (公式1)

其中，σ表示波数，S(σ)为步骤六中得到的未标定的复数光谱，B(σ)为步骤八中得到的所述高精度黑体(3)或者所述液氦冷屏(2)的辐亮度(实数)，自发射背景O(σ)为实数，增益G(σ)为复数。