物理科技生物学-PHYICA

用于高精卡诺希度红外遥感的与源无关的辐射定标(SIRC)

物理学 2022-08-14 23:59:08

中国科学院 在SBRC,红外传感器的响应度被测量为一个黑盒,当观察来自一个辐射源(即

e

黑体)

相反,在SIRC,通过模拟入射背景辐射与其响应度之间的关系来计算完全接近或至少接近的BLIP传感器的响应度,这可以由大多数机载传感器来满足

本质上,SBRC是一种基于测量的方法,而SIRC是一种基于建模的方法

特别地,这里的响应度仅指上述DN和辐射率之间的整个关系的线性分量

信用:、陈富春、、陈伯阳、、、卫 辐射校准(RC)保证来自红外光子传感器的测量具有一定的精度,其中传统的辐射源会引入不可预料的退化不确定性

为了克服这样的限制,中国科学家提出了一个原始的独立于光源的RC (SIRC)原理,通过模拟入射到光电导和光伏碲镉汞探测器的背景辐射

SIRC将确保中国对地静止气象卫星的长期稳定服务,并使未来用于气候应用的红外微型卫星星座受益

为了保证红外光子传感器的测量具有一定的精度,辐射定标被用来确定传感器的辐射响应度

e

黑体),称为基于源的RC (SBRC)

SBRC方法提供了一种合理的校准方法,其中当观察来自源的入射辐射时,目标传感器被测量为黑盒以获得其全部输出

然而,SBRC在设计、制造和应用方面分别有三个主要的内在限制

首先,由于源的一些非理想特性(即

e

可用黑体的发射率绝对小于单位)存在于自然界中,这种来源对最终校准结果的额外不确定性是不可避免的

第二,很难保证为所有红外传感器,特别是流行的微型卫星平台上的红外传感器配备合格的黑体和一些相关组件

最后,不同的来源会给统一不同传感器的可追溯性成本带来额外的困难,这对于当前的气候和气候变化研究是不可接受的

在《光:科学与应用》杂志发表的一篇新论文中,由中国气象局国家卫星气象中心郭强教授和中国科学院上海技术物理研究所的同事领导的科学家团队提出了一种基于建模而不是比较的原始源无关RC (SIRC)原理,在SBRC,入射到探测器的背景辐射作为影响光子传感器响应特性的主导因素被建模,以实现两种基本类型(光电导和光伏)的碲镉汞光子探测器的RC

SIRC只需要传感器主要部件的温度信息,而不需要一些复杂的源及其组件,并且相对于传统的SBRC,它以较低的不确定性成本提供了一种可追踪的方式

用IBBC方法计算风云二号卫星IR1-IR3波段的月偏差

用SIRC方法计算风云二号卫星红外1-红外3波段的月偏差

用IBBC方法对风云二号红外波段和IASI的并置观测进行散点图

用SIRC方法对风云二号IR1波段和IASI的并置观测的散点图

信用:、陈富春、、陈伯阳、、、卫 本质上,传感器校准响应的特性独立于这种已知的受控源(例如

g

红外传感器的黑体),这意味着我们可以通过其他方式获得它们

g

使用主要影响因素建模,而不是传统的使用源测量

这些科学家总结了SIRC的工作原理: “我们提出了SIRC原理,该原理建立了一种新的方法来校准红外光子传感器,方法是对现有红外光子探测器的识别背景辐射与其响应度之间的关系进行建模,特别是在空间利用方面

SBRC的主要缺陷和局限性在SIRC、e

g

没有来自源的额外的不确定性,没有复杂的源或其组件需要配备,并且容易通过一些测量的温度信息进行追踪,以提供来自传感器的更可靠的测量

" “所提出的SIRC原理有望为星载红外光子传感器的设计和开发以及相应的地面辐射定标处理建立一个全新的解决方案,尤其有利于提高微小卫星星座的红外测量精度

" “自2019年以来,风云二号卫星(风云-2G和风云-2F)正在实施SIRC,这确保了中国静止气象卫星在世界气象组织框架下为全球观测系统提供长期稳定的服务

此外,将与SIRC重新校准的20年可追踪风云二号数据集将有利于进一步的气候应用

"

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/wulixue/21597.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~