本申請(qǐng)涉及成像光譜儀星上定標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種激光光源及成像光譜儀星上定標(biāo)方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)研究的發(fā)展，尤其是在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，農(nóng)作物估產(chǎn)、礦物勘探、資源普查、環(huán)境監(jiān)測(cè)等問(wèn)題的研究需要高精度的高光譜遙感數(shù)據(jù)。高光譜遙感(Hyper spectral Remote Sensing)，全稱為高光譜分辨率遙感，是指用很窄而連續(xù)的光譜通道對(duì)地面物體持續(xù)遙感成像的技術(shù)，其中最主要的成像器件為成像光譜儀，因此成像光譜儀的星上定標(biāo)精度大大影響著高光譜遙感的成像效果。

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)所述成像光譜儀的星上定標(biāo)主要利用太陽(yáng)光作為照射在漫反射板上的光源，利用傳遞輻射計(jì)和成像光譜儀同時(shí)觀測(cè)所述漫反射板的方式實(shí)現(xiàn)定標(biāo)。

但是太陽(yáng)光中的紫外成分會(huì)逐漸分解所述漫反射板表面的化學(xué)組分，引起漫反射板二向反射率的變化，而這種變化是難以在空間進(jìn)行定量檢測(cè)的，并且由于太陽(yáng)光是復(fù)色光，使用太陽(yáng)光作為光源對(duì)所述成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)時(shí)，中心波長(zhǎng)和帶寬的定標(biāo)精度難以提高。這些都會(huì)給所述成像光譜儀的星上定標(biāo)帶來(lái)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種激光光源及成像光譜儀星上定標(biāo)方法，以解決由于太陽(yáng)光中的紫外成分分解漫反射板表面的化學(xué)組分和帶寬以及中心波長(zhǎng)定標(biāo)誤差而引起所述成像光譜儀星上定標(biāo)誤差的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種激光光源，應(yīng)用于成像光譜儀星上定標(biāo)，包括：激光器、光纖、準(zhǔn)直透鏡組、第一反射鏡、電機(jī)、積分球、準(zhǔn)直系統(tǒng)、第二反射鏡和漫反射板；其中，

所述光纖用于將所述激光器發(fā)送的激光傳送給所述準(zhǔn)直透鏡組；

所述準(zhǔn)直透鏡組用于對(duì)所述激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，并將所述準(zhǔn)直后的激光向所述第一反射鏡或積分球發(fā)送；

所述電機(jī)用于帶動(dòng)所述第一反射鏡移動(dòng)；

所述第一反射鏡用于將所述準(zhǔn)直后的激光全反射至空間低溫輻射計(jì)或傳遞輻射計(jì)；

所述積分球內(nèi)部具有漫反射涂層，用于在接收所述準(zhǔn)直后的激光后向所述準(zhǔn)直系統(tǒng)發(fā)送探測(cè)激光；

所述準(zhǔn)直系統(tǒng)用于對(duì)所述探測(cè)激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，獲得輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光；

所述第二反射鏡用于全反射所述輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光，使所述輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光垂直入射所述漫反射板，獲得所述漫反射板出射的輻亮度均勻的單色面光源。

優(yōu)選的，所述激光器包括激光二極管組和激光功率穩(wěn)定裝置；其中，

所述激光二極管組用于發(fā)送激光；

所述激光功率穩(wěn)定裝置用于保持所述激光二極管組的工作功率穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)為離軸拋物面鏡。

優(yōu)選的，所述第一反射鏡和第二反射鏡表面具有全反射膜。

優(yōu)選的，所述漫反射板表面具有漫反射涂層。

一種成像光譜儀星上定標(biāo)方法，包括：

利用激光光源為空間低溫輻射計(jì)和傳遞輻射計(jì)提供準(zhǔn)直后的激光，并對(duì)所述傳遞輻射計(jì)進(jìn)行定標(biāo)；

利用所述激光光源為成像光譜儀和所述傳遞輻射計(jì)提供輻亮度均勻的面光源；

利用所述傳遞輻射計(jì)對(duì)所述成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)；

所述激光光源為上述任一實(shí)施例所述的激光光源。

優(yōu)選的，利用所述傳遞輻射計(jì)對(duì)所述成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)包括：

利用所述傳遞輻射計(jì)定標(biāo)成像光譜儀的多個(gè)光譜通道，獲得所述多個(gè)光譜通道的光譜響應(yīng)度。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光光源及成像光譜儀星上定標(biāo)方法，其中，所述激光光源可以為所述空間低溫輻射計(jì)和傳遞輻射計(jì)提供所述準(zhǔn)直后的激光，以實(shí)現(xiàn)利用所述空間低溫輻射計(jì)對(duì)所述傳遞輻射計(jì)的定標(biāo)；另外所述激光光源還可以為所述傳遞輻射計(jì)和成像光譜儀提供輻亮度均勻的單色面光源，以實(shí)現(xiàn)利用所述傳遞輻射計(jì)對(duì)所述成像光譜儀的星上定標(biāo)。由于所述輻亮度均勻的單色面光源中不包含紫外成分，因此不會(huì)分解所述漫反射板表面的化學(xué)組分，從而避免因此而引起的漫反射板二向反射率的變化，進(jìn)而避免由于所述漫反射板二向反射率的變化而給所述成像光譜儀的星上定標(biāo)帶來(lái)誤差的情況出現(xiàn)。

并且由于所述輻亮度均勻的單色面光源的單色性較好，在利用所述傳遞輻射計(jì)對(duì)所述成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)時(shí)不需要在所述傳遞輻射計(jì)內(nèi)部設(shè)置濾光片，解決了空間定標(biāo)波長(zhǎng)偏移和帶寬展寬的問(wèn)題。同樣的，由于所述輻亮度均勻的單色面光源的單色性較好，因此在利用所述傳遞輻射計(jì)對(duì)所述成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)過(guò)程中不需要對(duì)所述輻亮度均勻的單色面光源進(jìn)行中心波長(zhǎng)和帶寬的校準(zhǔn)，從而減少了所述成像光譜儀星上定標(biāo)的流程，降低了所述成像光譜儀星上定標(biāo)的難度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1(a)和圖1(b)為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(a)和圖2(b)為本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例提供的一種激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種成像光譜儀星上定標(biāo)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種激光光源，應(yīng)用于成像光譜儀星上定標(biāo)，如圖1(a)和圖1(b)所示，包括：激光器10、光纖90、準(zhǔn)直透鏡組20、第一反射鏡30、電機(jī)40、積分球50、準(zhǔn)直系統(tǒng)60、第二反射鏡70和漫反射板80；其中，

所述光纖90用于將所述激光器10發(fā)送的激光傳送給所述準(zhǔn)直透鏡組20；

所述準(zhǔn)直透鏡組20用于對(duì)所述激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，并將所述準(zhǔn)直后的激光向所述第一反射鏡30或積分球50發(fā)送；

所述電機(jī)40用于帶動(dòng)所述第一反射鏡30移動(dòng)；

所述第一反射鏡30用于將所述準(zhǔn)直后的激光全反射至空間低溫輻射計(jì)A或傳遞輻射計(jì)B；

所述積分球50內(nèi)部具有漫反射涂層，用于在接收所述準(zhǔn)直后的激光后向所述準(zhǔn)直系統(tǒng)60發(fā)生探測(cè)激光；

所述準(zhǔn)直系統(tǒng)60用于對(duì)所述探測(cè)激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，獲得輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光；

所述第二反射鏡70用于全反射所述輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光，使所述輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光垂直入射所述漫反射板80，獲得所述漫反射板80出射的輻亮度均勻的單色面光源。

需要說(shuō)明的是，在利用所述空間低溫輻射計(jì)A對(duì)傳遞輻射計(jì)B進(jìn)行定標(biāo)時(shí)，首先利用所述電機(jī)40控制所述第一反射鏡30移動(dòng)，將所述準(zhǔn)直后的激光全反射至所述空間低溫輻射計(jì)A內(nèi)，獲得所述空間低溫輻射計(jì)A的讀數(shù)；然后利用所述電機(jī)40控制所述第一反射鏡30移動(dòng)，將所述準(zhǔn)直后的激光全反射至所述傳遞輻射計(jì)B內(nèi)，利用之前獲得的所述空間低溫輻射計(jì)A的讀數(shù)對(duì)所述傳遞輻射計(jì)B進(jìn)行定標(biāo)。一般而言，所述第一反射鏡30需要能夠全反射所述準(zhǔn)直后的激光，因此一般在所述第一反射鏡30表面進(jìn)行貼附全反射膜的方式達(dá)到全反射的目的。但在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)在所述第一反射鏡30表面進(jìn)行光學(xué)處理的方式達(dá)到全反射的目的，本申請(qǐng)對(duì)此并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

由于在利用所述空間低溫輻射計(jì)A對(duì)所述傳遞輻射計(jì)B進(jìn)行定標(biāo)的過(guò)程中使用的是同一塊反射鏡(第一反射鏡30)，所述第一反射鏡30在通過(guò)所述電機(jī)40移動(dòng)的前后的反射率等光學(xué)指標(biāo)不會(huì)發(fā)生變化，因此可以實(shí)現(xiàn)傳遞輻射計(jì)B溯源于空間低溫輻射計(jì)A的高精度定標(biāo)。

當(dāng)完成利用所述空間低溫輻射計(jì)A對(duì)所述傳遞輻射計(jì)B的定標(biāo)過(guò)程后，將所述第一反射鏡30和所述電機(jī)40移開(kāi)，同時(shí)如圖1(b)所示設(shè)置所述積分球50、準(zhǔn)直系統(tǒng)60、第二反射鏡70、漫反射板80、傳遞輻射計(jì)B和成像光譜儀C，以使所述準(zhǔn)直后的激光可以進(jìn)入所述積分球50內(nèi)。由于所述積分球50內(nèi)表面具有漫反射涂層，因此準(zhǔn)直后的激光在所述積分球50內(nèi)部形成具有朗伯特性的探測(cè)激光，所述探測(cè)激光在經(jīng)過(guò)所述積分球50的第一孔徑光闌51和第二孔徑光闌52后出射，所述第一孔徑光闌51和第二孔徑光闌52可以起到限制所述探測(cè)激光的出射角度(積分球50出口法線±30°)的目的。具有良好朗伯特性的所述探測(cè)激光在經(jīng)過(guò)所述準(zhǔn)直系統(tǒng)60準(zhǔn)直后出射為均勻分布的準(zhǔn)直光束(所述輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光)，所述輻亮度均勻的準(zhǔn)直柱狀激光在經(jīng)過(guò)所述第二反射鏡70的全反射后垂直入射所述漫反射板80，所述漫反射板80出射的光線稱之為輻亮度均勻的單色光，用于為所述傳遞輻射計(jì)B定標(biāo)成像光譜儀C提供光源。

同樣的，為了避免經(jīng)所述第二反射鏡70反射后的光線的衰減，需要使所述第二反射鏡70具有全反射入射光線的功能。在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在所述第二反射鏡70表面貼附全反射膜來(lái)實(shí)現(xiàn)其全反射的功能；但在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)其他表面處理的方式實(shí)現(xiàn)其全反射功能。本申請(qǐng)對(duì)此不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2(a)和圖2(b)所示，所述激光器10包括激光二極管組11和激光功率穩(wěn)定裝置12；其中，

所述激光二極管組11用于發(fā)送激光；

所述激光功率穩(wěn)定裝置12用于保持所述激光二極管組的工作功率穩(wěn)定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)60為離軸拋物面鏡。但在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)60還可以為光學(xué)鏡片的組合。本申請(qǐng)對(duì)所述準(zhǔn)直系統(tǒng)60的具體構(gòu)成并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述漫反射板80表面具有漫反射涂層。但在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)在漫反射板80表面進(jìn)行表面處理的方式使其獲得漫反射功能，本申請(qǐng)對(duì)此并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2(a)和圖2(b)所示，所述激光光源還包括：監(jiān)視探測(cè)器100，用于探測(cè)所述積分球50內(nèi)的輻亮度。

所述監(jiān)視探測(cè)器100可以將探測(cè)的所述積分球50內(nèi)的輻亮度反饋給所述激光功率穩(wěn)定裝置12，以便所述激光功率穩(wěn)定裝置12根據(jù)所述積分球50捏的輻亮度將所述激光二極管組11的工作功率穩(wěn)定在固定值。

綜上所述，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種激光光源，所述激光光源可以為所述空間低溫輻射計(jì)和傳遞輻射計(jì)B提供所述準(zhǔn)直后的激光，以實(shí)現(xiàn)利用所述空間低溫輻射計(jì)A對(duì)所述傳遞輻射計(jì)B的定標(biāo)；另外所述激光光源還可以為所述傳遞輻射計(jì)B和成像光譜儀C提供所述輻亮度均勻的單色面光源，以實(shí)現(xiàn)利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C的星上定標(biāo)。由于所述輻亮度均勻的單色面光源中不包含紫外成分，因此不會(huì)分解所述漫反射板80表面的化學(xué)組分，從而避免因此而引起的漫反射板80二向反射率的變化，進(jìn)而避免由于所述漫反射板80二向反射率的變化而給所述成像光譜儀C的星上定標(biāo)帶來(lái)誤差的情況出現(xiàn)。

并且由于所述輻亮度均勻的單色面光源的單色性較好，在利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行定標(biāo)時(shí)不需要在所述傳遞輻射計(jì)B內(nèi)部設(shè)置濾光片，解決了空間定標(biāo)波長(zhǎng)偏移和帶寬展寬的問(wèn)題。同樣的，由于所述輻亮度均勻的單色面光源的單色性較好，因此在利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行定標(biāo)過(guò)程中不需要對(duì)所述輻亮度均勻的單色面光源進(jìn)行中心波長(zhǎng)和帶寬的校準(zhǔn)，從而減少了所述成像光譜儀C星上定標(biāo)的流程，降低了所述成像光譜儀C星上定標(biāo)的難度。

進(jìn)一步的，所述激光光源中的準(zhǔn)直系統(tǒng)60和所述漫反射板80的方位固定，不需要如現(xiàn)有技術(shù)中一樣設(shè)置復(fù)雜的調(diào)節(jié)裝置使漫反射板80跟蹤太陽(yáng)方位，也因此避免了由于一年四季太陽(yáng)光入射角的不同而降低所述成像光譜儀C星上定標(biāo)精度的情況出現(xiàn)。另外，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述激光光源中的漫反射板80的方式對(duì)所述漫反射板80的二向反射率的進(jìn)行標(biāo)定，以校正所述漫反射板80長(zhǎng)期在軌運(yùn)行而導(dǎo)致的自身性質(zhì)的變化，從而避免因此而帶來(lái)的對(duì)所述成像光譜儀C的星上定標(biāo)精度的影響。

相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種成像光譜儀C星上定標(biāo)方法，如圖3所示，包括：

S101：利用激光光源為空間低溫輻射計(jì)A和傳遞輻射計(jì)B提供準(zhǔn)直后的激光，并對(duì)所述傳遞輻射計(jì)B進(jìn)行定標(biāo)；

S102：利用所述激光光源為成像光譜儀C和所述傳遞輻射計(jì)B提供輻亮度均勻的單色面光源；

S103：利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行定標(biāo)；

所述激光光源為權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的激光光源。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行定標(biāo)包括：

利用所述傳遞輻射計(jì)B定標(biāo)成像光譜儀C的多個(gè)光譜通道，獲得所述多個(gè)光譜通道的光譜響應(yīng)度。

在利用所述成像光譜儀C星上定標(biāo)方法對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行星上定標(biāo)時(shí)，可以選擇當(dāng)所述成像光譜儀C所在的衛(wèi)星處于地球陰影區(qū)時(shí)進(jìn)行，避免了地球反射雜散光對(duì)所述成像光譜儀C星上定標(biāo)的精度的影響。

綜上所述，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種激光光源及成像光譜儀C星上定標(biāo)方法，其中，所述激光光源可以為所述空間低溫輻射計(jì)和傳遞輻射計(jì)B提供所述準(zhǔn)直后的激光，以實(shí)現(xiàn)利用所述空間低溫輻射計(jì)A對(duì)所述傳遞輻射計(jì)B的定標(biāo)；另外所述激光光源還可以為所述傳遞輻射計(jì)B和成像光譜儀C提供所述輻亮度均勻的單色面光源，以實(shí)現(xiàn)利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C的星上定標(biāo)。由于所述輻亮度均勻的單色面光源中不包含紫外成分，因此不會(huì)分解所述漫反射板80表面的化學(xué)組分，從而避免因此而引起的漫反射板80二向反射率的變化，進(jìn)而避免由于所述漫反射板80二向反射率的變化而給所述成像光譜儀C的星上定標(biāo)帶來(lái)誤差的情況出現(xiàn)。

并且由于所述輻亮度均勻的單色面光源的單色性較好，在利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行定標(biāo)時(shí)不需要在所述傳遞輻射計(jì)B內(nèi)部設(shè)置濾光片，解決了空間定標(biāo)波長(zhǎng)偏移和帶寬展寬的問(wèn)題。同樣的，由于所述輻亮度均勻的單色面光源的單色性較好，因此在利用所述傳遞輻射計(jì)B對(duì)所述成像光譜儀C進(jìn)行定標(biāo)過(guò)程中不需要對(duì)所述輻亮度均勻的單色面光源進(jìn)行中心波長(zhǎng)和帶寬的校準(zhǔn)，從而減少了所述成像光譜儀C星上定標(biāo)的流程，降低了所述成像光譜儀C星上定標(biāo)的難度。

進(jìn)一步的，所述激光光源中的準(zhǔn)直系統(tǒng)60和所述漫反射板80的方位固定，不需要如現(xiàn)有技術(shù)中一樣設(shè)置復(fù)雜的調(diào)節(jié)裝置使漫反射板80跟蹤太陽(yáng)方位，也因此避免了由于一年四季太陽(yáng)光入射角的不同而降低所述成像光譜儀C星上定標(biāo)精度的情況出現(xiàn)。另外，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述激光光源中的漫反射板80的方式對(duì)所述漫反射板80的二向反射率的進(jìn)行標(biāo)定，以校正所述漫反射板80長(zhǎng)期在軌運(yùn)行而導(dǎo)致的自身性質(zhì)的變化，從而避免因此而帶來(lái)的對(duì)所述成像光譜儀C的星上定標(biāo)精度的影響。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。