Спектрорадиометры на область 0,35-2,5 мкм для дистанционного мониторинга Земли

Описываются оптические схемы, приведены расчеты основных функциональных параметров и результаты спектроэнергетических калибровок полевого спектрорадиометра (ПСР) для оперативной диагностики состояния сельскохозяйственной и лесной растительности, почв и других объектов, а также переносного высокоточного спектрорадиометра (ПВС), применяемого, в том числе, в качестве компаратора при калибровочных измерениях для переноса единицы спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) от эталонных источников излучения (лампы, фотометрической сферы) к рабочим средствам измерений. Спектрорадиометры позволяют проводить измерения абсолютных значений СПЭЯ и относительных характеристик как собственного, так и отраженного излучения различных природных и искусственных объектов в широком спектральном диапазоне 350–2500 нм.
В настоящее время обоснована необходимость использования все более узких спектральных каналов при решении задач определения различных биофизических параметров растений, определения количественного минерального состава и влажности почвы и пр. Для решения этих и других задач необходима одномоментная регистрация спектра в расширенном спектральном диапазоне 350–2500 нм, поскольку в диапазоне спектра 900 - 2500 мкм находятся полосы поглощения воды и растительных белков, входящих в состав клеток листовой ткани и определяющих спектр выходящего из листа излучения, а также наиболее важные полосы поглощения, необходимые для анализа почв.
Оба спектрорадиометра включают два полихроматора: один – на видимый и ближний ИК диапазон и второй – на средний ИК-диапазон. Для совмещения полей зрения двух полихроматоров и одновременной регистрации полного спектра в видимом и инфракрасном диапазонах в ПСР использован общий проекционный объектив и расположенный за ним спектроделитель на два поддиапазона - 0,35-1,05 и 1,05-2,5 мкм, в ПВС использован свой отдельный объектив на каждый из указанных поддиапазонов.
В состав каждого из полихроматоров входит вогнутая отражательная дифракционная решетка, формирующая изображение входной щели в плоскости фотоприемной линейки. Решетка выполняет функции коллиматора, диспергирующего элемента и камерного объектива одновременно. Кроме того, в состав спектрорадиометров входят: микро-ЭВМ, блок питания, управляющая ПЭВМ (notebook), специальное программное обеспечение. Спектральное разрешение спектрорадиометров в диапазоне 0,4–1,0 нм 2 нм; в диапазоне 1,0–2,5 нм – 10 нм.