【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地面校准光源，更具体地，涉及一种卫星光学遥感传感器地面校准光源系统。
技术介绍
1、卫星光学遥感传感器在发射前虽然已经经过严格的实验室定标校准，但发射升空后，在空间运行的条件下，光学系统的玻璃材料、光学薄膜和光学探测器等会受到空间宇宙射线的辐射、真空环境、温度变化等影响。在高能射线的辐射下，窗口和透镜会逐渐变得不透明。辐射损伤会导致光学传感器敏感参数的退化，还会诱发电荷转移效率降低、暗电流增加，平带电压和阈值电压漂移等现象，从而影响光谱灵敏度、响应度、线性度、噪声等效功率、动态范围、光谱响应等性能。此外，卫星光学遥感传感器的光学系统由于设计、制造、装配以及长时间在轨运行带来的污染和辐射破坏等因素，其效率对不同角度入射光会有所不同。光学系统这种不同角度的效率不一致会给反演产品带来误差。也就是说，卫星光学遥感传感器在轨工作性能与事先标定性能可能出现不一致的情况，会影响到大气、云、陆地、海洋等观测反演产品的质量。因此需要设计并实现一种地面校准光源系统，为对传感器的光谱灵敏度、响应度、线性度、噪声等效功率、动态范围、光谱响应、角度响应均匀性和水平分辨率等参数进行校准提供对应的光源条件，从而对生产的反演产品质量进行定标和验证。
2、现有的卫星地面校准光源包括了多种测量方案，包括使用积分球、凸面镜、反射镜阵列作为光源进行定标，例如，以4个独立控制的高压钠灯积分球为主体的一种名为terravega的全自动可追踪人工光源，terra vega积分球光源为朗伯体，且使用有源光源可以量化光源亮度，用于对可见光红外成像辐射计
技术实现思路
1、本专利技术通过提供一种卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，解决现有技术中卫星地面校准光源的发光光谱单一、波长不可控的问题。
2、本专利技术提供一种卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，包括：地面校准光源主机、供电单元、中央控制与通讯单元；
3、所述地面校准光源主机包括光源发射装置和光源驱动器；所述光源发射装置包括第一数量的光源单元，所述第一数量大于等于3，每个所述光源单元用于产生一种特定波长的单色光，不同的光源单元产生的单色光对应的波长不同，多个波长分别对应卫星光学遥感传感器响应光谱中的多个波长；所述光源驱动器用于为所述光源发射装置提供驱动电流；所述地面校准光源主机用于在所述中央控制与通讯单元的控制下，发出满足指定条件的光；
4、所述供电单元用于为所述地面校准光源主机和所述中央控制与通讯单元供电；
5、所述中央控制与通讯单元用于实现与所述地面校准光源主机、所述供电单元之间的控制与通信。
6、优选的，每个所述光源单元产生的单色光均为点光源，点光源均在卫星光学遥感传感器视场内的各个角度上保持发光强度不变；所述指定条件包括光谱条件和光强条件，所述地面校准光源主机在所述中央控制与通讯单元的控制下，对发出光的光谱和光强进行调控。
7、优选的，所述地面校准光源主机还包括角度调节单元；所述角度调节单元包括二维转动装置和伺服控制器；所述伺服控制器用于在接收到来自所述中央控制与通讯单元的角度控制信息后，基于所述角度控制信息对所述二维转动装置进行控制；所述二维转动装置用于在所述伺服控制器的控制下对所述光源发射装置的转动角度进行调节。
8、优选的，每个所述光源单元均包括多个固定光功率模组和多个可变光功率模组；每个所述可变光功率模组与一个可变模组开关连接，所述可变模组开关用于对与其连接的所述可变光功率模组的开启或关闭进行控制；所述可变光功率模组在所述光源驱动器的控制下能够按该光源单元中的所述固定光功率模组的光功率的1/n为步长进行发光，n为调节参数。
9、优选的，每个所述固定光功率模组与一个固定模组开关连接，所述固定模组开关用于对与其连接的所述固定光功率模组的开启或关闭进行控制；所述地面校准光源主机能够以所述固定光功率模组的光功率为步长进行发光。
10、优选的，所述地面校准光源主机还包括光强检测单元；所述光强检测单元包括光电探测器和光反馈闭环控制器；所述光电探测器用于实时监测获得所述光源发射装置发出光源的光强信息，所述光反馈闭环控制器用于基于所述光强信息对所述可变光功率模组的驱动电流进行调节控制。
11、优选的，所述地面校准光源主机还包括温控单元；所述温控单元包括温度传感器、pid控制器和温控装置；所述温度传感器用于实时监测获取所述光源发射装置发出光源的温度信息并将所述温度信息传输至所述pid控制器，所述pid控制器根据所述温度信息控制所述温控装置，以对所述地面校准光源主机的内部温度进行调节控制，使所述地面校准光源主机的内部温度保持恒定。
12、优选的，所述供电单元包括风光互补系统和蓄电池；所述风光互补系统包括风力发电机和太阳能板。
13、优选的，所述供电单元用于接收来自所述中央控制与通讯单元的供电指示，所述供电指示为第一供电信息或第二供电信息；
14、所述第一供电信息对应所述地面校准光源主机处于未工作状态，所述供电单元接收到所述第一供电信息后，利用所述风光互补系统为所述蓄电池充电；
15、所述第二供电信息对应所述地面校准光源主机处于工作状态，所述供电单元接收到所述第二供电信息后，利用所述蓄电池为所述地面校准光源主机和所述中央控制与通讯单元供电。
16、优选的，所述中央控制与通讯单元包括：中央控制主机和外部通讯模块；
17、所述中央控制主机包括：上位机、主控制板和光源控制板；
18、所述主控制板用于接收来自所述上位机的控制指令，并将所述控制指令发送至所述光源控制板；所述光源控制板用于根据所述控制指令对所述地面校准光源主机进行控制，使其发出满足指定条件的光；
19、所述光源控制板用于监测获取所述地面校准光源主机的当前工作状态信息，并将所述当前工作状态信息发送至所述主控制板；所述主控制板用于将所述当前工作状态信息发送至所述上位机，所述上位机用于对所述当前工作状态信息进行显示；
20、所述外部通讯模块包括：无线网络、有线网络和卫星站；所述中央控制主机通过所述外部通讯模块与所述地面校准光源主机、所述供电单元进行通信。
21、本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22、(1)本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，包括：地面校准光源主机、供电单元、中央控制与通讯单元；
2.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，每个所述光源单元产生的单色光均为点光源，点光源均在卫星光学遥感传感器视场内的各个角度上保持发光强度不变；所述指定条件包括光谱条件和光强条件，所述地面校准光源主机在所述中央控制与通讯单元的控制下，对发出光的光谱和光强进行调控。
3.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述地面校准光源主机还包括角度调节单元；所述角度调节单元包括二维转动装置和伺服控制器；所述伺服控制器用于在接收到来自所述中央控制与通讯单元的角度控制信息后，基于所述角度控制信息对所述二维转动装置进行控制；所述二维转动装置用于在所述伺服控制器的控制下对所述光源发射装置的转动角度进行调节。
4.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，每个所述光源单元均包括多个固定光功率模组和多个可变光功率模组；每个所述可变光功率模组与一个可变模组开关连接，所述可变
5.根据权利要求4所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，每个所述固定光功率模组与一个固定模组开关连接，所述固定模组开关用于对与其连接的所述固定光功率模组的开启或关闭进行控制；所述地面校准光源主机能够以所述固定光功率模组的光功率为步长进行发光。
6.根据权利要求4所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述地面校准光源主机还包括光强检测单元；所述光强检测单元包括光电探测器和光反馈闭环控制器；所述光电探测器用于实时监测获得所述光源发射装置发出光源的光强信息，所述光反馈闭环控制器用于基于所述光强信息对所述可变光功率模组的驱动电流进行调节控制。
7.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述地面校准光源主机还包括温控单元；所述温控单元包括温度传感器、PID控制器和温控装置；所述温度传感器用于实时监测获取所述光源发射装置发出光源的温度信息并将所述温度信息传输至所述PID控制器，所述PID控制器根据所述温度信息控制所述温控装置，以对所述地面校准光源主机的内部温度进行调节控制，使所述地面校准光源主机的内部温度保持恒定。
8.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述供电单元包括风光互补系统和蓄电池；所述风光互补系统包括风力发电机和太阳能板。
9.根据权利要求8所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述供电单元用于接收来自所述中央控制与通讯单元的供电指示，所述供电指示为第一供电信息或第二供电信息；
10.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述中央控制与通讯单元包括：中央控制主机和外部通讯模块；
...【技术特征摘要】
1.一种卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，包括：地面校准光源主机、供电单元、中央控制与通讯单元；
2.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，每个所述光源单元产生的单色光均为点光源，点光源均在卫星光学遥感传感器视场内的各个角度上保持发光强度不变；所述指定条件包括光谱条件和光强条件，所述地面校准光源主机在所述中央控制与通讯单元的控制下，对发出光的光谱和光强进行调控。
3.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，所述地面校准光源主机还包括角度调节单元；所述角度调节单元包括二维转动装置和伺服控制器；所述伺服控制器用于在接收到来自所述中央控制与通讯单元的角度控制信息后，基于所述角度控制信息对所述二维转动装置进行控制；所述二维转动装置用于在所述伺服控制器的控制下对所述光源发射装置的转动角度进行调节。
4.根据权利要求1所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，每个所述光源单元均包括多个固定光功率模组和多个可变光功率模组；每个所述可变光功率模组与一个可变模组开关连接，所述可变模组开关用于对与其连接的所述可变光功率模组的开启或关闭进行控制；所述可变光功率模组在所述光源驱动器的控制下能够按该光源单元中的所述固定光功率模组的光功率的1/n为步长进行发光，n为调节参数。
5.根据权利要求4所述的卫星光学遥感传感器地面校准光源系统，其特征在于，每个所述固定光功率模组与一个固定模组开关连接，所述固定模组开关用于对与其连接的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周一帆，邱燕倩，赵兵，赵蕾，张钦浪，毛松，
申请(专利权)人：武汉意科光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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