自校准红外光谱仪的辐射定标与外场应用

为精确获取目标场地的光谱发射率和场地地表温度,研制了具有自校准能力的傅里叶变换红外光谱仪,用于外场地表光谱辐亮度和大气下行辐亮度的测量。开展实验室定标工作,将面源黑体作为标准辐射源,选取观测地面目标热辐射最理想的8～14μm波段,对仪器进行两点法和线性多点法的辐射定标,确定两点法可满足仪器自定标需求。分析光谱仪测量过程中的不确定来源,得到合成不确定度优于0.22 K。开展外场实验,结合光谱迭代平滑温度和发射率分离算法(ISSTES)实现了地表温度和光谱发射率的分离,将获取的光谱发射率与多通道红外辐射计在同一场地下测得的光谱发射率进行比较,进一步验证了自校准红外光谱仪在外场应用时的测量精度和稳定性。     

一种便携式多波段光谱辐射计的研制

为满足空间光学遥感仪器地面定标设备校准的应用需求,基于标准探测器的辐亮度传递原理,研制光阑筒式结构的多波段辐射计。介绍多波段辐射计的工作原理和研制过程,该仪器具有10个测量通道,利用窄带干涉滤光片进行分光,工作波段分布于400~1 000 nm之间,辅以视场光阑、孔径光阑限制入射面积及立体角,以硅光电二极管探测器作为探测部件实现辐亮度高精度测量。该仪器具有自校准光源监测系统的稳定性,并利用CCD瞄准器实现观测目标的可视化,测量过程方便。对该仪器光谱辐亮度测量不确定度进行评估,其测量不确定度优于1.30%。     

热成象检测系统MTF校准

热成像系统检测仪器的定标工作直接影响着热像仪MTF数据的可信度。本文描述从英国Sira公司引进的微机控制红外和可见光系统MTF检测仪器的FTF校准工作,介绍了测量原理、校正程序,给出了实测数据及仪器误差值,最后对校正结果进行了讨论。     

紫外辐射计的波长定标及不确定度分析

限于常规汞灯谱线法波长定标的局限性,构建了紫外辐射计波长定标装置,研究了紫外辐射计波长定标的物理过程和测量链,并对紫外辐射计中臭氧十二个吸收波长进行了光谱定标,通过对定标影响量的分析和计算,得到定标影响量的测量不确定度和波长定标合成标准不确定度,其中波长定标合成标准不确定度为0.026nm,同时通过光学CAD分析和实验验证紫外辐射计的光谱带宽可以达到1.0nm.应用自行构建的紫外波长定标装置较好地完成了紫外辐射计臭氧吸收谱线的定标工作,满足了臭氧反演所需的波长精度要求和光谱带宽要求.     

TR组件测试系统功率参数校准技术

研究工作状态下TR组件测试系统功率参数的校准方法,介绍了在脉冲峰值功率条件下功率参数测量标准的仪器组成,分析其功率参数校准的定标方法,并给出相应实验数据。     

遥控器用红外LED辐射强度和遥控距离的测量

本文研究了遥控器用红外ＬＥＤ辐射强度和遥控距离的测量，研制了光电探测器，建立了测试仪，分析了仪器的定标．仪器测试辐射强度的精度为７．９４％。测量的遥控距离与实际用遥控器启动接收器的结果是一致的．     

通道式辐射计的相对光谱响应率定标

为配合气象卫星的在轨辐射定标,利用自行设计的宽光谱辐射定标系统配合高精度陷阱探测器,采用光谱替代法为试验中所需的可见、近红外辐射计和近红外、短波红外辐射计进行了高精度相对光谱响应率定标.详细叙述和分析了定标过程以及影响测量结果的不确定度源,其最终合成不确定度为3.21×10-3,满足了定标精度要求.     

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。     

空间环境下超大型红外定标用辐射屏蔽门的研制

为满足我国大口径星载遥感器在空间环境下的专项红外定标试验,研制了本套大型辐射屏蔽门。本文综合考虑了辐射屏蔽门的功能特性和应用环境,从材料选择、低温实现、辐射屏蔽、固体润滑及测量控制等方面进行分析和设计。本辐射屏蔽门的成功研制解决了红外定标过程中遥感器、定标黑体以及空间试验环境之间辐射热相互干扰的问题,进一步提高了红外定标精度。该辐射屏蔽门配合国内最大的"超大辐射面真空定标黑体"顺利完成了专项大口径红外相机的红外定标试验,标志着我国大口径红外辐射定标技术达到国际一流水平。     

面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术

从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器.搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定.按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度.     

真空镓固定点黑体辐射源研制

为满足红外遥感载荷实验室辐射定标需求,实现红外遥感辐射量值溯源到ITS-90国际温标,研制了真空镓固定点黑体辐射源.黑体腔开口直径为25 mm,深度220 mm,内部喷涂高发射率涂层,通过仿真计算黑体腔的发射率优于0.9999.在真空下测试了镓固定点相变坪台的复现性为4.4 mK,坪台稳定性优于2 mK.测量了镓固定点...     

用绝对辐射计测量激光小功率不确定度的估计

绝对辐射计是对辐射功率进行绝对测量的仪器。它利用热电堆测量辐射转换为热以后引起接收器温度升高而产生的热电势,通过电功率替代法用直流电功率校准辐射功率。绝对辐射计最先用于均匀辐照场的绝对测量,现已用来测量激光小功率。绝对辐射计接收器内发生的实际热过程是: 当某功率W输入后,一部分功率W_1,使辐射计接收器的温度升高△T,若接收器的热容为ρ,则     

一种北斗授时链路时延测量与校准方法

针对新搭建的北斗授时链路存在时延偏差的问题，提出了一种时延模型。采用计数器法和示波器法，实现了北斗授时链路零值及传输链路时延的测量与校准，并进行实验验证。实验结果表明，测量与校准方法达到了亚纳秒量级的精度，可满足大多数北斗授时应用场合的校准需求。     

使用压力罐校准压力测深仪实验方法改进研究

通过分析日常检测实验相关数据,发现使用压力罐检测RBR压力测深仪结果会出现一致性偏差,仪器的测量误差最高相差0. 23×10~4Pa。通过对仪器结构和实验方法的分析研究,发现是由于仪器压力传感器特殊设计导致实验中压力罐内存在未排尽的残余空气,影响了仪器的测量精度。通过对实验方法加以改进,原实验结果一致性偏差消除,上下行程基本结果一致,校准结果更加准确。     

面源红外定标黑体控温热分析

红外定标黑体是红外遥感探测器进行红外定标试验的关键设备,黑体的温度控制精度和温度均匀性是定标黑体能否满足试验需求的关键。针对某设备所采用黑体的独特结构和液氮制冷控温结构进行了热分析,证明所采用的控温结构和方法能够满足黑体控温要求。     

机外照明灯具夜视(NIVS)辐射强度测试技术研究

参照国内外对夜视(NIVS)兼容机外照明灯具的辐射强度设计要求标准,比较了有关夜视(NIVS)兼容机外照明灯具辐射强度的测量原理及方法.提出了使用带余弦修正器快速光谱辐射计测试系统,基于标准灯方法对快速光谱辐射计进行NVIS A类和B类的辐射强度定标校准,从而实现夜视(NIVS)兼容机外照明灯具辐射强度的准确测试.结果表明:带余弦修正器快速光谱辐射计测试系统在机外照明灯具的辐射强度测试方面具有较为广阔的应用前景.     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

一种电校准辐射计准确性的实验研究

本文叙述了中国测试技术研究院研制的绝对辐射计光电不等效因子的实验测定结果,其不确定度为±0.14％。介绍了绝对辐射计与两种黑体的对比结果,其一致性在(-0.10～+0.13)％以内符合。文中还给出了电校准绝对辐射计与自校准硅二极管辐射计的对比,结果在0.15％以内符合。该自校准硅二极管辐射计曾参加国际比对,其结果为相互间符合在±0.10％以内。     

高精度动态测角仪的光学及照明系统设计

根据测量风云四号气象卫星多通道扫描成像辐射计的扫描镜的动态运动精度是否达到1〞的要求,设计了一种新型的高精度动态测角仪,该测角仪利用了扫描成像辐射计的可见光通道,通过光学成像分析像点位置及相互关系的方法来评价扫描镜的运动精度。本文介绍了该测角仪的投影光学系统、照明系统设计过程并通过实验验证各部分达到了预定的性能要求。     

低温辐射计计量比对研究

低温辐射计是迄今为止国际上公认最精确的光辐射功率测量系统,基于探测器的光辐射量值是可溯源的基本量。低温辐射计是目前国际上公认最准确的光辐射功率测量方法,是基于探测器的光辐射量值溯源源头。为验证不同实验室间的低温辐射计测量量值的一致性,由中国计量科学研究院作为主导实验室组织了此次低温辐射计比对,参比实验室包括中国电子科技集团第四十一研究所与西安应用光学研究所。介绍了比对的基本情况与技术方案,分析了比对结果。比对结果表明,各参比实验室相对于比对参考值的测量偏差在±0.02%之内;尽管各实验室使用的低温辐射计的类型不同以及装置存在差异,比对结果证明了各实验室低温辐射计测量的量值具有较好的一致性。