光学学报, 2021, 41 (3): 0312002, 网络出版: 2021-02-28   

星载偏振扫描仪发射前定标及地面验证实验 下载: 4329次

Prelaunch Calibration and Ground Verification Test of Spaceborne Particulate Observing Scanning Polarimeter
李朕阳 1,2,3,**刘振海 1,3,*邹鹏 1,3,*朱双双 1,2,3雷雪枫 1,2,3陶菲 1,3提汝芳 1,3宋茂新 1,3洪津 1,2,3,***
作者单位
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
图 & 表

图 1. POSP光学系统的结构

Fig. 1. Structural of POSP optical system

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图 2. 偏振测量精度的装置示意图

Fig. 2. Schematic of device for polarization measurement accuracy

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图 3. POSP偏振定标的不确定度

Fig. 3. Uncertainty of POSP polarization calibration

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图 4. POSP偏振精度的测试结果。(a) 22.3°;(b) 28.3°;(c) 45.0°;(d) 59.0°

Fig. 4. Test results of POSP polarization accuracy. (a) 22.3°; (b) 28.3°; (c) 45.0°; (d) 59.0°

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图 5. POSP各波段辐射定标的合成不确定度

Fig. 5. Composite uncertainty of radiation calibration of POSP in various bands

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图 6. POSP在不同通道下的光谱响应曲线。(a) 443 nm;(b) 490 nm;(c) 670 nm;(d) 865 nm

Fig. 6. Spectral response curves of POSP at different channels. (a) 443 nm; (b) 490 nm; (c) 670 nm; (d) 865 nm

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图 7. 0°观测天顶角的数据比对结果。(a)辐亮度;(b)偏振度;(c) ΔL;(d) ΔP

Fig. 7. Data comparison results of 0° observation zenith angle. (a) Radiance; (b) degree of polarization; (c) ΔL; (d) ΔP

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图 8. 天空偏振度的处理结果。(a)最大偏振度;(b)最小偏振度;(c)最大偏振度偏差;(d)最小偏振度偏差

Fig. 8. Processing results of degree of polarization in sky. (a) Maximum degree of polarization; (b) minimum degree of polarization; (c) maximum degree of polarization deviation; (d) minimum degree of polarization deviation

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图 9. 天空辐亮度的处理结果。(a)最小辐亮度;(b)最大辐亮度;(c)最小辐亮度偏差;(d)最大辐亮度偏差

Fig. 9. Processing results of sky radiance. (a) Minimum radiance; (b) maximum radiance; (c) minimum radiance deviation; (d) maximum radiance deviation

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图 10. POSP与CE318N在不同通道下偏振度一致性的对比结果。(a) 443 nm;(b) 490 nm;(c) 670 nm;(d) 865 nm

Fig. 10. Comparison results of polarization degree consistency between POSP and CE318N in different channels. (a) 443 nm; (b) 490 nm; (c) 670 nm; (d) 865 nm

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图 11. POSP与CE318N在不同通道下辐亮度一致性的对比结果。(a) 443 nm;(b) 490 nm;(c) 670 nm;(d) 865 nm

Fig. 11. Comparison results of radiance consistency between POSP and CE318N in different channels. (a) 443 nm; (b) 490 nm; (c) 670 nm; (d) 865 nm

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图 12. 在490 nm通道光谱匹配前后的线性拟合结果

Fig. 12. Linear fitting results before and after spectral matching in 490 nm channel

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表 1POSP的主要技术指标

Table1. Main technical indicators of POSP

ProjectParameter value
Instantaneous field of view /(°)0.52
Scanning lap time /s0.979
Scanning rate /(r·min-1)61.27
Integration time /ms1.42
Field of view /(°)-50--+50
Ground resolution /km6.44
Polarization accuracy<0.005
Radiation accuracy in VNIR /%<5
Radiation accuracy in SWIR /%<6

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表 2POSP和CE318N的光谱波段配置

Table2. Spectrum band configuration of CE318N and POSP

CE318NPOSPPrimary function
Center wavelength /nmBandwidth /nmCenter wavelength /nmBandwidth /nm
340 P10Ozone measurement
380 P10380 P20Aerosol storey height
410 P20Aerosol storey height
443 P20Ocean color
440 P10Ocean color
490 P20Ocean color, cloud
500 P10Ocean color, cloud
670 P20Aerosol, ocean color
675 P10Aerosol, ocean color
865 P40Aerosol, ocean color
870 P10Aerosol, ocean color
93710Total water vapor ofAtmospheric column
102010cloud
1380 P40Cirrus recognition
1610 P60Dust aerosol, groundatmosphere decoupling
1640 P10Dust aerosol
2250 P80Ground atmosphere decoupling

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表 3POSP在不同通道下的光谱匹配结果

Table3. Spectral matching results of POSP at different channels

POSP channel /nmk
4431.0435
4901.0554
6701.0166
8651.0286

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李朕阳, 刘振海, 邹鹏, 朱双双, 雷雪枫, 陶菲, 提汝芳, 宋茂新, 洪津. 星载偏振扫描仪发射前定标及地面验证实验[J]. 光学学报, 2021, 41(3): 0312002. Zhenyang Li, Zhenhai Liu, Peng Zou, Shuangshuang Zhu, Xuefeng Lei, Fei Tao, Rufang Ti, Maoxin Song, Jin Hong. Prelaunch Calibration and Ground Verification Test of Spaceborne Particulate Observing Scanning Polarimeter[J]. Acta Optica Sinica, 2021, 41(3): 0312002.

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