机载热红外扫描仪机上定标系统研究

机上定标是定量遥感的最基本环节,本文在阐述红外扫描仪机上定标原理的基础上,结合实验详细分析了定标系统的几种影响因素:黑体的辐射率、测温精度和测温传感器的热响应时间,并给出了相应的实际解决方法及机上红外定标系统的设计原则.

风云卫星的红外遥感亮度温度国家计量标准装置

综述了国际上美国、德国、俄罗斯的典型红外遥感亮度温度标准装置的研究现状,着重介绍了由中国计量科学研究院研制的用于风云卫星红外载荷黑体定标的红外遥感亮度温度国家计量标准装置(VRTSF)。给出了VRTSF的设计方案,描述了它的结构和光路。设计了满足风云卫星红外载荷定标黑体工作环境的真空低背景实验舱,建立了满足量值溯源需求的标准黑体辐射源作为量值标准器。标准变温黑体辐射源的温度覆盖190K^340K,口径为30mm,空腔发射率为0.999 9,温度不确定度优于50mK@300K/10μm(k=2)。该装置的光谱为(1-1 000)μm,光谱分辨率为0.2cm-1,可满足多种红外载荷的定标需求。该装置具有高温度不确定度水平、高光谱分辨率和扩展性强等特点,如未来该装置温度覆盖至(100-500)K,将会满足大部分红外载荷量值的溯源需求。

一种用于星上半导体制冷器的温度控制方法

黑体定标是实现红外相机在轨非均匀性校正的主要手段,黑体温度的控温精度及稳定性决定了红外相机在轨定标的可靠性。小面源黑体多采用半导体制冷器对其进行制冷,以达到低温定标点。文章基于恒流源测温电路、静态温度标定法、PID控制方法提出了一种新的定标黑体高精度测温控温方法。本方法中基于恒流源测温方法的高精度测温电路较传统测温电路相比,采用温差取样的方法,可同时获得更宽的动态范围和更高的测量精度;本方法中为排除测温电路中放大器噪声带来的干扰,进一步提高测温精度,采用输入与输出直接标定的静态温度标定方法,并采用多项式拟合对标定数据进行拟合,使黑体的测温精度达到±0.05℃;本方法中采用分段式PWM控制方法结合PID算法,实现高精度温度控制,实现起来更方便更准确。本方法通过工程实践,并在试验室环境中进行了验证,通过跟踪黑体温度跟踪曲线,测温、控温精度均能达到指标要求。本方法较传统的黑体测温控温方法具有精度更高、更小型化,适应性更广、可移植性更强等优点,因此可以在红外相机中推广。

自校准地表/水表面红外辐射测温仪的研制

研制了一种具有自校准功能的测量地面或水表面辐射温度的仪器,阐述了该仪器的设计原理、具体结构、测试过程及最终的实验结果。为了验证仪器的性能,进行了定标黑体的发射率测量实验,控温稳定性试验,结果表明黑体发射率高于0. 996,控温稳定性优于0. 04 K;对各个温度传感器进行了标定校准;完成了控制与数据采集程序的编写;进行了样机的辐射测温实验。最后确定出自校准地水表面红外辐射测温仪的测温范围为223～333 K,测温不确定度为0. 2 K。