[发明专利]基于定标残差的红外光谱辐射计NESR测量方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于定标残差的红外光谱辐射计NESR测量方法及系统，涉及红外光谱技术领域，包括获取低温黑体的均值干涉数据以及获取高温黑体的均值干涉数据；分别对获取的低温黑体均值干涉数据、高温黑体的均值干涉数据进行光谱反演，得到对应的低温黑体复数光谱、高温黑体复数光谱；基于低温黑体复数光谱、高温黑体复数光谱，采用复数辐射定标方法，计算复数辐射定标系数；利用复数辐射定标系数，进行复数辐射定标，获取定标光谱辐射亮度，取定标光谱辐射亮度的虚部残值，作为仪器的NESR值。能够更好的消除不同温度目标场景间以及仪器自身辐射等引入的相位偏差提升傅里叶变换红外光谱辐射计的测试精度。

技术领域

本公开涉及红外光谱技术领域，具体涉及一种基于定标残差的红外光谱辐射计NESR测量方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

NESR(噪声等效光谱辐射亮度)是衡量傅里叶变换红外光谱辐射计探测灵敏度的重要指标。根据理论公式，NESR与傅里叶变换红外光谱辐射计的瞬时视场角、光学效率、干涉仪调制度、光学有效孔径、探测器光敏面积、积分时间、采样次数、光谱分辨率、探测器光谱响应率等因素有关。考虑到干涉仪调制度、瞬时视场角等参数在实际中测量比较困难，这就给傅里叶变换红外光谱辐射计的验收、对比、测试等工作带来了较大不便。

傅里叶变换光谱测量技术具有高光谱分辨率、高光通量、多通道、宽光谱覆盖等优点，是一类非常重要的高分辨率光谱分析技术。特别是宽波段红外光谱辐射测量，目前已广泛应用于空间遥感、目标特性研究、大气探测、物质分析、安防防化、计量、实验室、环境、医疗、军事分析、刑事侦查等多个领域。随着红外隐身技术、高超音速技术等的迅猛发展，对于低辐射、快速闪过目标等的高灵敏度实时红外光谱辐射参数测量提出了迫切需求。

现有的NESR的评估方法，多是基于实数辐射定标结合多次测量标准黑体目标，并计算多次测量结果标准偏差的方案，此时NESR的计算值与标准黑体目标的测量次数直接相关，需要获取大量数据才能得到近似值，测试费时费力并且需要处理海量数据，也未考虑数据处理方案对于红外光谱辐射测量的影响，从而，导致评估的NESR偏差较大。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于定标残差的红外光谱辐射计NESR测量方法及系统，通过采用相位对齐和复数辐射定标，消除不同温度目标场景间以及仪器自身辐射等引入的相位偏差，提升傅里叶变换红外光谱辐射计的测试精度，给出更为真实的仪器NESR参数。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

基于定标残差的红外光谱辐射计NESR测量方法，包括：

将标准黑体温度设置为低温，等待黑体温度稳定，获取低温黑体的均值干涉数据；将标准黑体温度设置为高温，等待黑体温度稳定，获取高温黑体的均值干涉数据；

分别对获取的低温黑体均值干涉数据、高温黑体的均值干涉数据进行光谱反演，得到对应的低温黑体复数光谱、高温黑体复数光谱；基于低温黑体复数光谱、高温黑体复数光谱，采用复数辐射定标方法，计算复数辐射定标系数；

利用复数辐射定标系数，进行复数辐射定标，获取定标光谱辐射亮度，取定标光谱辐射亮度的虚部残值，作为仪器的NESR值。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

基于定标残差的红外光谱辐射计NESR测量系统，包括：

参数预处理模块：用于将标准黑体温度设置为低温，等待黑体温度稳定，获取低温黑体的均值干涉数据；将标准黑体温度设置为高温，等待黑体温度稳定，获取高温黑体的均值干涉数据；

反演模块，用于分别对获取的低温黑体均值干涉数据、高温黑体的均值干涉数据进行光谱反演，得到对应的低温黑体复数光谱、高温黑体复数光谱；