第30卷，第4期 2010年4月
光谱学与光谱分
析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.4,pp1013-1017
April,2010
空间调制于涉光谱成像仪的星上定标系统稳定性研究
高静12，计忠瑛，王忠厚"，崔燕1.2 1.中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安710119 2，中国科学院研究生院，北京100049
摘要空间调制干涉光谱成像仪对地物光谱辐射信息以目标像元涉图的形式进行采集，系统定标后，复原的光谱图能定量地反映地物目标实际对太阳光的漫反射特性。分析了空间调制干涉光谱成像仪的定标原理，经计算推导和实验，介绍了空间调制干涉光谱仪的星上定标系统，并进行了实验室光谱测试和航天元件的多种环境测试，解决了空间调制干涉光潜仪星上定标技术的关健组件定标光源、光谱滤光片、积分球组件的技术难点，对定标卤钨灯进行了辐射稳定性测试，光谱滤光片进行了光学性能测试和粒子辐照试验，星上积分球组件进行了环境力学试验和热真空实验，均得到了较好的结果。通过全孔径、部分视场的相对光谱定标，能够得到星上定标光谐和干涉图，在经过不同条件下复原光谱比较后，证明此星上定标系统是稳定可靠的。
星上定标；空间调制；积分球；光谐滤光片；稳定性
关键词
中图分类号：TP731
引言
文献标识码：A
D0I:10.3964/i.issn.1000-0593(2010)04-1013-05
星上定标光源，根据卫星应用的实际需要，必须在外太空真空环境下工作3～5年，其至更长的时间。辐射定标光源作为辐射量已知，辐射输出稳定的标准源使用，其长期工作状态
定标是遥感信息定量化的前提，是光谱成像仪研制的一个重要环节，定标准确度直接影响光谱图像的质量。定标根据使用阶段的不同而分为发射前定标和在轨定标，发射前定标主要是实验室定标；在轨定标包括星上定标和辐射场定标。考虑到在轨空间环境变化和光学系统、探测器在轨性能的退化，星上定标十分重要，它直接影响到仪器数据的真实性和遥感数据的辐射准确性(1-4]。
空间调制型干涉光谱成像技术除了保留了干涉型光谱成像的主要优点外，还具有可靠性和稳定性好、体积小、光请线性度高、光谱范围宽，适合在飞机和卫星等飞行器上搭载等特点，因此近几年在航天航空领域、地矿资源的判别、减灾预报及环保、生物医学诊断、军事侦察等方面的应用发展很快[5.6]，2000年美国发射的强力小卫星上就有一台空间调制干涉成像光谱仪（FTHSI)。但由于星上定标技术难度较大，这台仪器上没有设计星上定标系统(-10)]。
干涉型成像光谱仪探测器接收到的是目标光谱的傅里叶变换信息。空间调制干涉光谱成像仪（SMIFTS)的星上定标是通过相对光谱定标，确定超光谱成像仪在基上运行时的变化，监测仪器长期的系统衰减，对仪器输出数据加以修正。
收日期：2009-05-04，修订日期：2009-08-06
下辐射强度的稳定性是满足星上辐射定标要求的基本前提[1-1]。
本文通过详细的研究、实验和设计，得到一种较好的星上定标系统，并解决星上定标系统各关键元器件的工艺、性能测试问题，保证定标系统及各元件满足航天工作的要求，提高了超光谱成像仪的光谱图像识别性能。
星上定标方案
光学遥感器实现星上全系统定标，可以全面反映系统在空间的运行状况，有利于提高星上定标精度。干涉型超光诺成像仪要实现全系统定标，定标光源必须从系统前部引入，而且按照SMIFTS原理的要求，定标光必须达到全孔径，才能得到最大光程差实现定标。如果追求全视场，定标系统将无异于主系统，这是无法实现的。因此定标系统的设计只能满足部分视场，实现全系统、全孔径、部分视场的光谐定标。
对光谱成像仪来说，对其复原光谱影响最大的是干涉仪的参数，星上相对光谱定标就是用具有特征吸收谱线的光源作为定标光源，通过干涉光路产生星上定标干涉图，通过对
基金项目：国家自然科学基金项目（60532070)和国家重点基础研究发展计划(2009CB724005)资助
作者简介：高静，女，1973年生，中国科学院西安光学精密机械研究所博士研究生万方数据
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