风云三号D星红外高光谱大气探测仪零光程差检测

邵春沅; 顾明剑; 漆成莉; 吴春强

doi:10.37188/OPE.20202812.2573

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

风云三号D星红外高光谱大气探测仪零光程差检测

现代应用光学 | 更新时间：2021-01-04

- 风云三号D星红外高光谱大气探测仪零光程差检测
- Detection of zero path difference position for FY-3D hyper-spectral infrared atmospheric sounder
- 光学精密工程 2020年28卷第12期页码：2573-2580
- 作者机构：
  
  1.中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外探测与成像重点实验室，上海 200083
  2.国家卫星气象中心中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室，北京 100081
- 作者简介：
  
  [ "邵春沅(1990-)，男，浙江嘉兴人，硕士，工程师，2016年于中国科学院大学获得硕士学位，主要从事信息获取电路、高光谱红外定标数据预处理方面的研究。E-mail: scyshuier@163.com" ]
  [ "顾明剑(1976-)，男，江苏武进人，博士，研究员，2010年于中国科学院大学获得博士学位，主要从事红外高光谱探测、偏振探测与成像、高精度辐射定标、光谱定标和偏振定标、嵌入式数据处理等方面的研究。E-mail: Gumingj@sina.com" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2018YFB0504800;2018YFB0504802)
- DOI：10.37188/OPE.20202812.2573
  中图分类号： TP732.2
- 收稿日期：2020-04-17，
  
  修回日期：2020-06-17，
  
  纸质出版日期：2020-12-15
- 稿件说明：
移动端阅览
邵春沅,顾明剑,漆成莉等.风云三号D星红外高光谱大气探测仪零光程差检测[J].光学精密工程,2020,28(12):2573-2580.

SHAO Chun-yuan,GU Ming-jian,QI Chen-li,et al.Detection of zero path difference position for FY-3D hyper-spectral infrared atmospheric sounder[J].Optics and Precision Engineering,2020,28(12):2573-2580.
邵春沅,顾明剑,漆成莉等.风云三号D星红外高光谱大气探测仪零光程差检测[J].光学精密工程,2020,28(12):2573-2580. DOI： 10.37188/OPE.20202812.2573.

SHAO Chun-yuan,GU Ming-jian,QI Chen-li,et al.Detection of zero path difference position for FY-3D hyper-spectral infrared atmospheric sounder[J].Optics and Precision Engineering,2020,28(12):2573-2580. DOI： 10.37188/OPE.20202812.2573.

摘要

红外高光谱大气探测仪是我国第二代极轨气象卫星风云三号D星搭载的大气探测仪器。干涉图零光程差位置的确定是干涉图叠加和傅里叶变换的前提，在实际应用中由于仪器自身和环境因素的影响使其确定困难。本文根据红外高光谱大气探测仪的在轨实测数据，分析了零光程差偏差对数据反演的影响，分别以最大相关法和定标光谱虚部最小法，检测干涉图的零光程差位置。干涉图校准后黑体和冷空光谱的相位差在π附近。定标光谱虚部在0附近，仅表征噪声。该方法能够很好地用于风云三号D星红外高光谱大气探测仪的数据预处理。

Abstract

The Hyper-spectral Infrared Atmospheric Sounder （HIRAS） is a new vertical temperature and humidity detection instrument carried by China’s second-generation polar orbiting meteorological satellite FY-3D. The determination of the zero optical path difference （ZPD） position of interferograms is the premise of interferogram overlays. However， in practical applications， it is difficult to determine this position because of the influence of the instruments involved and their environments. In this study， based on measured on-orbit HIRAS data， the influence of ZPD position deviation on data inversion is analyzed. The maximum correlation method and the minimum imaginary part method of complex spectra are used to detect the ZPD position. After the correction， the phase difference between the inner blackbody and deep space is approximately π. The imaginary part of the calibrated spectra is nearly equal to 0， which only represents noise. This method can be well used for HIRAS data preprocessing.

关键词

Keywords

references

BELL E E ， SANDERSON R B . Spectral errors resulting from random sampling-position errors in Fourier transform spectroscopy ［J］. Appl. Opt. ， 1972 ， 11 （ 3 ）： 688 - 689 .

曾立波，尹邦胜，何冰，等 . 傅里叶变换红外光谱仪动镜倾斜误差分析［J］. 光学精密工程， 2006 ， 14 （ 2 ）： 191 - 196 .

ZENG L B ， YIN B SH ， HE B . Error analysis of moving mirror in Fourier transform interferometer ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2006 ， 14 （ 2 ）： 191 - 196 . （in Chinese）

漆成莉，周方，吴春强，等 . 风云三号红外高光谱探测仪的光谱定标［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 4 ）： 747 - 755 .

QI CH L ， ZHOU F ， WU CH Q . Spectral calibration of Fengyun-3 satellite high-spectral resolution infrared sounder ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2019 ， 27 （ 4 ）： 747 - 755 . （in Chinese）

周世椿 . 高级红外光电工程导论［M］．北京：科学出版社， 2014 .

ZHOU SH CH . Introduction to Advanced Infrared Optoelectronic Engineering ［M］. Beijing ： Science press ， 2014 （in Chinese）

GRIFFITHS P R ， HASETH J A ． Fourier Transform Infrared Spectrometry ［M］. New Jersey ： A John Wiley & Sons ， INC．， 2007 ： 19 - 27 .

张磊，杨敏珠，邹曜璞，等 . 红外傅里叶光谱仪的线形函数及工程应用［J］. 光学精密工程， 2015 ， 23 （ 12 ）： 3322 - 3328

ZHANG L ， YANG M ZH ， ZOU Y P ， et al . . Instrμment line shape of infrared Fourier transform spectrometer and its engineer applications ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2015 ， 23 （ 12 ）： 3322 - 3328 . （in Chinese）

张天舒，刘文清，高闽光，等 . 傅里叶变换红外光谱仪复数光谱误差分析及辐射定标方法研究［J］. 光谱学与光谱分析， 2006 ， 26 （ 3 ）： 430 - 433 .

ZHANG T SH ， LIU W Q ， GAO M G ， et al . . Error analysis and calibration method of complex spectrμm of fourier transform infrared spectrometer ［J］. Spectroscopy and Spectral Analysis ， 2006 ， 26 （ 3 ）： 430 - 433 . （in Chinese）

REVERCOMB H E ， BUIJS H ， HOWELL H B ， et al . . Radiometric calibration of IR Fourier transform spectrometers： solution to a problem with the High-Resolution Interferometer Sounder ［J］. Applied Optics ， 1988 ， 27 （ 15 ）： 3210 - 3218 .

ROY T ， MULVEY G J . Cross track infrared sounder（CrIS） sensor data records（SDR） Algorithm Theoretical Basis Document（ATBD）［R］. Greenbelt， Maryland ： Goddard Space Flight Center ， 2013 ： 46 .

PEQUIGNOT E ， LONJOU V . Dossier de définition des algorithms IASI ［R］. Toulouse ： CNES ， 2009 ： 29 - 34 .

刘加庆 . 红外干涉仪器实时数据处理技术研究［D］. 上海：中国科学院， 2014 .

LIU J Q . Research on Real-time Data Processing Techniques for Infrared Interferometer ［D］. Shanghai ： Graduate University of the Chinese Academy of Sciences ， 2014 . （in Chinese）

HAN Y ， REVERCOMB H ， CROMP M ， et al . . Suomi NPP CrIS measurements，sensor data record algorithm， calibration and validation activities，and record data quality ［J］. Journal of Geophysical Research Atmospheres ， 2013 ， 118 （ 22 ）： 12734 - 12748 ．

浏览量

508

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

风云三号D星红外高光谱大气探测器相位校正改进