Предполетная спектральная и радиометрическая калибровка гиперспектральных камер высокого пространственного разрешения

Одним из ключевых факторов, влияющих на качество базовых продуктов полного цикла обработки данных дистанционного зондирования Земли, является качество предполетной (лабораторной) калибровки. Особенно высокие требования предъявляются к гиперспектральным камерам (ГСК) при этом обеспечение требуемой точности является сложной и комплексной задачей.
Широко используется методика поканальной калибровки камеры, когда каждому каналу (строке ПЗС-матрицы или их комбинации) ставится в соответствие определённая длина волны и ширина по спектральной координате, а всей матрице в целом – коэффициент перевода из единиц АЦП в энергетические единицы в зависимости от используемого времени накопления. Однако накопленный опыт эксплуатации ГСК показывает что помимо случайных погрешностей, такая калибровка вносит в данные также квазислучайные, зависящие от технологии изготовления ПЗС-матрицы, стабильные ошибки, и, кроме того, ошибки, связанные с конструкцией оптического тракта (keystone и smile-эффекты).
Попиксельная калибровка камер позволяет устранить указанные недостатки, однако является технологически сложной задачей, которая связана как с формированием входного сигнала для ГСК, так и интерпретацией полученных данных. Кроме того, проведение подобной калибровки в ручном режиме – крайне трудоёмкая задача.
Авторами представлена работа, выполненная на базе ЗАО «НПО «Лептон», итогом которой явилось создание калибровочного стенда для гиперспектральных камер, способного проводить измерения в автоматическом режиме по заданию оператора и получать высокоточный результат, содержащий в себе информацию о кривой спектральной чувствительности каждого пикселя матрицы в зависимости от времени накопления. Основная вновь созданная часть стенда отвечает за спектральную калибровку, вспомогательная, использовавшеяся ранее – за радиометрическую калибровку. Во второй измерения производятся на шаре Ульбрихта, однако проверке подлежат кривые квантовой эффективности каждого пикселя в рабочем для него диапазоне времён накопления.
В докладе представлены концепция, на базе которой создан калибровочный стенд, а также результаты, полученные при калибровке ГСК производства «ЗАО «НПО «Лептон» и их сравнение с данными, полученными по применявшейся ранее методике поканальной калибровки.