【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，安徽光機(jī)所光學(xué)遙感中心光電技術(shù)與工程研究室在多角度偏振成像儀(DPC)高精度實(shí)驗(yàn)室偏振定標(biāo)方法方面取得新研究進(jìn)展，相關(guān)成果以“多角度偏振成像儀定標(biāo)參數(shù)精度分析及提升方法”(“Polarization measurement accuracy analysis and improvement methods for the directional polarimetric camera”) [1]為題發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)學(xué)術(shù)期刊Optics Express。
 

　　DPC作為一臺集多角度、多光譜和偏振探測能力于一體的星載傳感器，能夠用于大氣氣溶膠和云特征表征，在大氣環(huán)境探測方面具有廣泛的應(yīng)用前景。自2018年高分五號成功發(fā)射以來，高光譜觀測02衛(wèi)星(GF-5(02))、大氣環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星(DQ-1)、高精度溫室氣體綜合探測衛(wèi)星(DQ-2)以及陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星(CM-1)等多個(gè)衛(wèi)星均計(jì)劃搭載該衛(wèi)星載荷。
 

　　對DPC的輻射和偏振特性進(jìn)行高精度的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)是保證其測量精度的關(guān)鍵。為進(jìn)一步提高DPC的數(shù)據(jù)質(zhì)量，研究人員在前期DPC實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)研究的基礎(chǔ)上[2-4]，從DPC的偏振測量模型出發(fā)，系統(tǒng)分析了各待定標(biāo)參數(shù)對DPC偏振測量誤差的影響，提出一系列提升定標(biāo)精度的方案，使線性雙向衰減和偏振通道相對透過率定標(biāo)不確定度分別由±1%、±2%提升至±0.4%、±0.4%，相對方位角精度由±0.1°提升至優(yōu)于±0.05°。
 

　　為了驗(yàn)證改進(jìn)的定標(biāo)方案的效果，分別在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展了全視場零偏光驗(yàn)證及多視場多偏振度測量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，使用新定標(biāo)方案獲得的參數(shù)進(jìn)行偏振度解算時(shí)，兩項(xiàng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的偏振測量誤差分別低于0.01及0.005，相比于原定標(biāo)方案有大幅度的提升。該實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)方法不僅可用于后續(xù)各型號DPC的高精度實(shí)驗(yàn)室偏振定標(biāo)，還可以推廣應(yīng)用到其他類似的大視場偏振光學(xué)儀器。
 

　　此前，關(guān)于DPC輻射特性的定標(biāo)方法已經(jīng)以“多角度偏振成像儀實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)”(“Pre-flight calibration of a multi-angle polarimetric satellite sensor directional polarimetric camera”) [2]為題發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)學(xué)術(shù)期刊Optics Express上。近年來多個(gè)高水平論文的發(fā)表，充分表明團(tuán)隊(duì)在多角度偏振定標(biāo)技術(shù)方面的長足進(jìn)步，進(jìn)一步奠定了在國內(nèi)多角度偏振遙感探測領(lǐng)域的學(xué)科優(yōu)勢。
 

圖 1 DPC全視場響應(yīng)采集系統(tǒng)
 

圖 2 DPC 670納米波段全視場零偏光偏振度驗(yàn)證。
 

　　(a) 采用原定標(biāo)方案獲得的參數(shù)； (b) 采用改進(jìn)的定標(biāo)方案獲得的參數(shù)

 

圖 3 DPC多角度多偏振度驗(yàn)證系統(tǒng)
 

　　圖 4 分別采用修正后的參數(shù)及原始參數(shù)對DPC 490納米波段進(jìn)行了多角度多偏振度驗(yàn)證。
 

　　偏振系統(tǒng)出射光的偏振度分別設(shè)置為 (a) 0.1； (b) 0.2； (c) 0.3； (d) 0.4。

 

　　原文標(biāo)題：安徽光機(jī)所在實(shí)驗(yàn)室偏振定標(biāo)研究中取得新進(jìn)展