第31卷，第12期 2011年12月
谱学与光光
谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
棱镜色散成像光谱仪的谱线漂移特性
张军强1.2，颜翔"，郑玉权"，吴清文
1.中国科学院长春光学精密机核与物理研究所，吉林长券130033 2.中国科学院研究生院，北京100049
Vol.31,No.12pp3429-3433
December, 2011
摘要为了研究校镜色散成像光谱仪的谱线漂移特性，介绍了成像光谱仪谱线漂移的影响因素及机理，基于线性光学模型建立了描述谱线漂移特性的数模型，在Matlab环境下利用CodeV的API函数对系统进行了光线追迹，验证了数学模型的正确性，分析「谱线漂移的灵继度系数。结果表明：工作环境变化引起的镜面刚体位移是导致成像光谱仪谱线漂移的主要原因：在偏心不大于0.2mm、倾斜不大于0.02"的小量级干扰下，不同波长、不同视场位置的谱线漂移量相等，误差小于0.1个像元：镜面刚体位移对谱线的影响是线性的、相互独立的，谱线漂移量是各体位移引起谱线漂移至的代数和。基于线性光学模型建立的谱线漂移模型可用于描述成像光谱仪的谱线漂移特性，对光谱定标、复杂工况下的光谱待性分析和预测具有指导意义，
关键词成像光谱仪；谱线漂移；灵敏度；校镜色收
中图分类号：TH731；O433.4
引言
文献标识码：A
成像光谱仅是在多光谱成像遥感仪器的基础上，从20 世纪80年代初发展起来的先进的新一代光学遇感仪器[1]，它显著地提高了遥感技术探测地球表面特征和物体性质的能力，在军事、资源调查与环境监测等许多领域有重要的应用前景()
当成像光谱仪的工作环境（温度、重力、真空度等)或状态(调焦等)发生变化时，在光谱仪CCD光面上会产生诺线漂移，谱线源移导致的光谱标定误差是系统性误差，直接影利每个谱段辐射测量的不确定度，导致地物反射光谱数据反演精度的降低，这在大气吸收峰附近表现得最为显著34)，因此，在成像光谱仪发射前和在轨运行过程中都要监视各光谱通道的中心波长和带宽变化情况，以保证光谐定标的精度(3的
当前，国内外一般用星上光谱定标修正成像光谱仪的诺线漂移。但是，除了美国的MODIS（moderateresolution imagingspectrometer)采用单色仪作为星上光谱定标装置外，其他成像光谱仪的星上光谱定标都是利用波长已知的特征谱线作为参考，校准成像光谐仪在轨期间各光谱通道的中心波
收稿日期：2011-03-14，修订日期：2011-07-05
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2011)12-3429-05
长[-15]。所以，在星上光谱定标过程中，只能以已知的特征语线作为参考，通过数据处理确定在轨工作时成像光谱仪的待征谱线位置相对于实验室光诺定标结果的变化量]，并不能确定每个光谱通道的光谱偏移特性。
当前，国内对成像光谱仪狭缝、校镜等关键光学元件的热光学特性已有一定研究(")，这对研究成像光谱仪的光谱特性具有重要意义，但对成像光谱仪谱线漂移特性的研究报道较少，文献[18]对成像光诺仪的温度漂移特性进行了一定的实验研究：国外对成像光谱仪语线漂移的研究也都集中在实验室光谱定标和星上定标的数据处理方面(19.2)，一些学者对光谱仪的探测器温度效应、光谱定标的时间灵敏度等进行了探讨2-2]，尚无对成像光谱仪的谱线漂移特性进行系统的研究。
本文介绍了引起成像光讲仪谱线源移的主要因素，将多种因索对成像光谐仪光谱谐漂移的影明归纳为其对光谱成像系统镜面刚体位移的影响，并分析了谱线漂移对镜面刚体位移的灵敏度，建立了描述成像光语仅谱线漂移特性的数学模型，得到了小量级干扰下刚体位移对谱线漂移影响的独立性、线性和代数可加性三个重要特性，这对指导光谱定标以及分析、预测成像光谱仪复杂工况下的谐线漂移量具有积极意义。
基金项目：国防质研基金项目(05001SA050)和国家高技术研究发展计划项目(2010AA1221091001)资助
作者简介：张军强，1981年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所助理研充员万方数据
e-mail zjq1981_81@163,com