Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16–20 ноября 2020 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XVIII.C.320

Методика абсолютной калибровки длиннофокусных оптических систем для задач дистанционного зондирования Земли

Бручковский И.И. (1,2), Литвинович Г. С. (1), Зайцева В.А. (3), Чеботарев А.В. (3)
(1) НИИ ПФП им. А.Н. Севченко БГУ, Минск, Беларусь
(2) Национальный научно-исследовательский центр мониторинга озоносферы, Минск, Беларусь
(3) ОАО "Пеленг", Минск, Беларусь
В настоящее время широкий круг задач оперативного мониторинга земной поверхности решается при помощи спектральных и фотографических систем для выполнения задач дистанционного зондирования Земли. Одной из важнейших характеристик таких систем является пространственное разрешение, для чего применяются объективы с большим фокусным расстоянием (около 1,5 м), что для получения необходимых уровней сигнала немедленно требует увеличения диаметра входного зрачка, приводящее в свою очередь к увеличению габаритов оптической системы.
Для калибровки спектральных и фотографических систем по абсолютным значениям яркости используется равномерный протяженный источник сплошного спектра в виде фотометрической сферы [1]. Методом сравнения известной яркости источника и выходных значений сигнала калибруемой оптической системы, строится зависимость выходного сигнала от яркости источника. Необходимым условием проведения калибровки оптической системы по абсолютным значениям яркости является полное заполнение апертуры оптической системы излучением источника, поэтому при использовании объективов с достаточного большим входным зрачком появляется проблема отсутствия фотометрической сферы подходящих размеров. Известны работы посвященные деталям создания фотометрических сфер с внутренним диаметром до 8 м [2, 3], однако такой подход сопряжен со значительными конструктивными трудностями, а также сложностями в обеспечении равномерности светового поля. Существует подход к проектированию протяженного источника излучения [4] в виде полусферы, что также сопряжено с трудностью получения равномерности светового поля яркости [5].
В данной работе представлена методика абсолютной радиометрической калибровки оптических систем с диаметром входного зрачка объектива большим, чем выходной зрачок фотометрической сферы. Сущность предлагаемой методики состоит в проведении серии измерений, состоящей из поочередного освещения углового сектора калибруемого объектива и последующего вычисления суперпозиции результатов измерений, что оказывается эквивалентным освещению калибруемого объектива при помощи фотометрической сферы достаточного диаметра. В работе представлены результаты модельных расчетов процесса калибровки оптической системы в программе для оптического моделирования Zemax [6], которые иллюстрируют особенности предлагаемой методики.

Ключевые слова: Калибровка по СПЭЯ длиннофокусных систем, методика калибровки
Литература:
  1. Carr K.F., A Guide to Integrating Sphere Radiometry & Photometry / K.F. Carr. - Labsphere Technical Guide, 1997.-28 p.
  2. Z. Zhang et al., “Design and Characteristic Measurement of 8000 mm Large Aperture Integrating Sphere,” Journal of the Optical Society of Korea, vol. 20, no. 4, pp. 500–509, Aug. 2016. DOI:10.3807/JOSK.2016.20.4.500
  3. He, Y., Li, P., Feng, G., Wang, Y., Liu, Z., Zheng, C., … Sha, D. (2010). Design and characterization of a large-area integrating sphere uniform radiation source for calibration of satellite remote sensors. Proc. of SPIE Vol. 7656 76562E-1 - 76562E-10
  4. Guo, T. L., Feng, G. J., Wang, Y., & He, Y. W. (2012). A New Kind of Integrating Sphere Radiation Calibration System for Satellite Remote Sensors. Key Engineering Materials, 500, 569–573.
  5. McKee, G., Pal, S., Seth, H., Bhardwaj, A., & Sahoo, H. S. (2007). Design and characterization of a large area uniform radiance source for calibration of a remote sensing imaging system. Proc. of SPIE Vol. 6677 667706-1 - 667706-9
  6. Zemax Optical Design Program / User's guide. ZEMAX Development Corporation. – 2009. – 766 p.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Бручковский И.И., Литвинович Г.С., Зайцева В.А., Чеботарев А.В. Методика абсолютной калибровки длиннофокусных оптических систем для задач дистанционного зондирования Земли // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 111. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды

111