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照度是单位时间单位面元所接收的辐射能量。照度计是测量照度的仪器。在光度学中照度称为光照度(1ux),而在辐射度学中照度称为辐照度(wm-2),因此照度计也有光照度计与辐照度计之分。光照度计一般用于测量人眼可感知某光照场所的光照度大小;而辐照度计用于测量包括紫外、可见、红外波段等波段的总辐照度或分谱照度。照度计广泛应用于日常生活及科研领域。我们研制全自动野外光谱辐照度计的目的是基于环境遥感应用领域的大气探测及场地定标。
在遥感上采用照度法研究大气光学特性不仅方法简单,而且可以同时获取多个大气光学参数如:大气光学厚度、气溶胶谱分布以及天空散射辐射和总辐射比等等;这些参数是大气光学特性研究和对在轨卫星遥感数据进行辐射校正所必需的参数。在场地定标应用中,常用辐照度基法对在轨卫星传感器进行绝对辐射定标,因为在气溶胶含量较大时它的定标精度优于反射率基法。
随着定量化遥感的发展,辐照度计向着宽波段范围、高光谱分辨率及自动工作的方向发展。而且在卫星传感器的绝对辐射定标应用中,要求同步测量仪器的工作波段应覆盖卫星传感器的工作波段,而由于各卫星传感器的工作波段不尽相同,所以作为地面同步观测仪器的光谱辐照度计具有较宽的连续的光谱响应波段是非常必要的;我们研制的光谱辐射计波段范围为390-1090nm,分为128个连续波段,可以适合此波长范围内不同工作波段的卫星传感器的在轨绝对辐射定标。
本文详细介绍了高分辨率、全自动光谱辐照度计系统的研制,包括系统工作原理、总体结构、光学系统、电子学系统及软件系统的设计过程,实验室定标过程以及参与野外定标实验。结果表明,该照度计运行可靠、数据精度高,填补了我国全自动野外高分辨光谱辐照度计的空白。