高分六号卫星甚宽视场相机的热控设计及验证

甚宽视场相机作为高分六号卫星的核心载荷,具备65.6°视场、862 km超大幅宽和8谱段成像能力。针对其自由曲面离轴四反光学系统的结构特点和任务需求,采用复合型多层隔热组件进行热隔离、高导热率石墨膜进行热疏导及分级热控等措施进行了热控设计,实现了光机结构的精密控温和高热耗/热流密度电子学设备的高效散热,并利用有限元分析软件UG12.0/Space thermal仿真分析了相机高、低温工况下的温度;通过对比热分析、热试验及卫星在轨遥测温度数据,验证了该热控方案的实际效果。在轨遥测数据显示:光机结构在轨温度水平为19.7~20.3℃,温度梯度最大不超过0.4℃,CMOS焦面组件每轨摄像12 min的情况下,温度波动在19~24℃,均满足热控指标要求,遥测数据与热分析及热试验结果偏差小于±0.5℃。表明该相机热设计正确可行,热分析及热试验过程合理可靠。

考虑AOD差异的高分一号卫星宽视场相机大气校正

针对当前对高分卫星宽视场相机大气校正不够准确的问题,提出了一种考虑气溶胶时空变化差异的大气校正方法。对比了6S和6SV对气溶胶变化反应的敏感性,发现6SV对WFV相机模拟效果更好。此外,利用6SV辐射传输模型采用气溶胶均值和逐像元2种方式对GF-1卫星WFV相机进行了大气校正实验,并模拟计算了气溶胶误差对WFV相机不同波段大气校正的影响。定量分析与实验结果表明:结合MOD04产品和6SV可以实现对GF-1卫星WFV相机影像进行准确地逐像元大气校正,相比较传统普遍采用的均值气溶胶大气校正方法,逐像元大气校正方法能更好地还原不同地物的光谱反射曲线;通过模拟计算实验发现,15%的气溶胶平均误差带来的WFV相机蓝、绿、红和近红外4个波段大气校正误差分别为-0.0280、-0.0160、-0.0077和0.0095。

用于二代宽视场相机的哈勃空间望远镜模拟系统的光学设计、制造和装调

当最初制造宽场相机时,人们便认为相机的完整试验将要求一个能够真实体现出哈勃空间望远镜焦面特性的模拟系统。这一工作由加州理工学院承担。但这一模拟系统并没有完全满足实验的要求,因此当哈勃望远镜升空后,便开始了新的模拟系统的设计工作。而且在哈勃升空不久,又发现了望远镜的双曲主镜存在严重的偏心问题,它导致了光学系统较大的球差而损害了所发回的图片的质量。因此新的相机以及相应的模拟系统的重新设计更是十分必要的了。

萤火一号宽视场彩色相机的设计及地面检测

介绍了宽视场彩色相机工作原理、相机方案及设计结果。发射前实验室检测结果表明,整机静态分辨率达180 lp/mm,信噪比为34 dB。用户在发射前对宽视场彩色相机的成像效果进行了初步评估,认为宽视场彩色相机能够正常工作,数据格式正确,图像质量优良,能够进行稳定的数据观测,采集与下传。最后介绍了相机在研制过程中采用的一些新技术。

第二代宽视场行星相机的光学装调和检验

美国加州理工学院喷气推进实验室的Jame P.

光谱匹配因子对GF-1/WFV时间序列交叉定标的影响分析

在轨运行的传感器辐射性能由于受到元部件老化、外太空辐射等因素的影响,会发生变化,通过传感器在轨定标可以及时追踪传感器在轨运行期间的辐射性能变化。利用Terra/MODIS(Terre卫星中分辨率成像光谱仪)参考,GF-1/WFV(高分-1号卫星视场传感器)传感器为目标,基于敦煌校正场的实测地表光谱数据,在考虑两传感器成像时刻的不同观测角度、光谱响应、大气条件和地表特性的匹配贡献的基础上,获得交叉定标光谱匹配因子,进一步得出WFV自发射后的时间序列交叉定标系数。以此辐亮度定标系数得到的表观辐亮度值与MODIS表观辐亮度值进行比对,开展光谱匹配因子对GF-1/WFV定标系数的影响分析。分析认为:在不同波段,光谱匹配因子变化趋势总体一致,大于0.9的光谱匹配因子比重分别为53.1%,75%,81.2%和93.8%;辐亮度定标系数的时间序列变化趋势与光谱匹配因子的时间变化趋势呈现负相关;匹配因子越接近1,两传感器辐亮度值的相对偏差越小。

面向内陆水环境监测的GF-1卫星WFV数据特征评价

各种卫星遥感数据在内陆水环境监测中得到日益广泛的应用并各具优势和不足。2013年4月发射的高分一号(GF-1)卫星搭载的宽视场相机(WFV)为水环境监测提供了新的数据源。通过与Landsat8OLI和HJ-1CCD对比,从辐射、光谱和空间3个方面客观评价GF-1 WFV的数据特征,并分析其在内陆水环境监测应用中的优缺点。结果表明:WFV在内陆水体区域的灰度级数和信噪比高于CCD但低于OLI 10bit的量化等级足以满足水质参数反演的精度要求,在水体监测应用中WFV现有辐射定标系数需修正;WFV的波段数量和宽度与CCD基本一致,比OLI的少且宽,不能很好地捕捉内陆水体的光谱特征;WFV16m的空间分辨率和800km的幅宽,明显优于CCD和OLI。总之,WFV在大范围中小型内陆水体环境动态监测方面具有良好的应用前景。