光譜成像儀主要功能

據(jù)trw的技術(shù)人員介紹，trwis-3是在該公司多種成像光譜儀的基礎(chǔ)上多次改進(jìn)而成的。工程樣機(jī)已作過初步試驗(yàn)，結(jié)果表明這種具有384個連續(xù)波段的超光譜成像儀有極強(qiáng)的目標(biāo)鑒別能力，它所獲得的高光譜分辨率(典型值在5nm~10nm范圍內(nèi))數(shù)據(jù)使人們利用光譜特征能搜索背景與目標(biāo)在光譜特征上的細(xì)微差別。顯然，這對遙感應(yīng)用(例如地質(zhì)定型和測量、農(nóng)業(yè)管理與優(yōu)化、環(huán)境破壞評估和森林觀測等)和軍事應(yīng)用(識別偽裝、分辨敵友、目標(biāo)定類和地雷探測等)來講，這種強(qiáng)大的分辨能力是非常重要的。所以，該儀器具有很高的應(yīng)用價值和極廣的發(fā)展前景!

由于軍事和國民經(jīng)濟(jì)的需要，近年來空間(對地)光學(xué)遙感技術(shù)取得迅猛地發(fā)展，各種各樣的光學(xué)遙感器應(yīng)運(yùn)而生，并且技術(shù)性能也飛快的得到提高和完善。成像光譜儀的發(fā)展就是其中明顯的例子之一。

常用的"空間分辨率"法是利用物質(zhì)的形態(tài)特征來區(qū)分它們。這個方法以前、現(xiàn)在和將來仍然是識別物質(zhì)的非常重要的手段，但它不總是高效率的。例如，對海水中葉綠素濃度的測量單靠形態(tài)學(xué)的特征，其測量精度往往是很低的。然而若利用物質(zhì)光譜特征法來解決，便可得到人們極其滿意的結(jié)果。

眾所周知，任何兩種不同的物質(zhì)決不會有完全相同的光譜特性曲線。反之，任何一種物質(zhì)也決不會有兩種不同的光譜特性曲線。也就是說物質(zhì)的光譜特性曲線是唯一的。于是，人們把光譜分辨率和空間分辨率結(jié)合起來，便具有了更高的探測和識別物質(zhì)的能力。因此，成像光譜儀的產(chǎn)生及其飛速發(fā)展是顯而易見的。

利用光譜圖像數(shù)據(jù)可以識別和區(qū)分地面物質(zhì)，但在工程實(shí)施上其光譜"采樣"問題還必須滿足下述3條基本要求:

采樣的光譜波段必須窄到足以分辨物質(zhì)狹窄的特征峰。顯然波段越窄對物質(zhì)的分辨能力越強(qiáng);

具有足夠數(shù)量的光譜波段且各波段盡量相互鄰接;

還應(yīng)具有一定寬的光譜范圍以實(shí)現(xiàn)光譜圖線的整體性。

上述3條基本要求是相對的以任務(wù)需求而定的，但對trwis-3來講，這3頂指標(biāo)均已達(dá)到很高的水平。

trw公司講，他們設(shè)計trwis-3的目的有兩個:第一，作為研究分類的儀器，使它能夠在400nm~2500nm的波長范圍內(nèi)建立精確的超光譜數(shù)據(jù)庫;第二，作為研制實(shí)用型超光譜儀器的第一件商品。它是一臺高性能儀器，除極高的信噪比(snr)和所有的光譜通道能同時工作外，其還有g(shù)ps定位數(shù)據(jù)，精確的輻射定標(biāo)可搭載提供高質(zhì)量的照片。該儀器已接近研制完成，可適應(yīng)多個平臺使用。

trwis-3的測試和定標(biāo)過程將能夠核實(shí)該型號敏感器的性能。使用飛行時定標(biāo)用的光源進(jìn)行飛行前的測試、定標(biāo)及定標(biāo)更新。使用專門研制的trw多光譜檢測試驗(yàn)臺(mstb)進(jìn)行起飛前的測試和定標(biāo)。mstb能為trwis-3的光譜儀提供穩(wěn)定的、均勻的、已知光譜輻射的光譜-空間的靈活光源。這個光源用于表征和定標(biāo)測量，包括最終校準(zhǔn)、單色mtf、偏振敏感度、信噪比、線性度、動態(tài)范圍、光譜范圍、光譜波段純度、光譜配準(zhǔn)測量、光譜定標(biāo)和絕對輻射測量定標(biāo)

trwis-3的定標(biāo)方法是:先觀察mstb對儀器進(jìn)行光譜輻射絕對定標(biāo)，然后將儀器轉(zhuǎn)到定標(biāo)光源來觀察飛行光源。兩個光源(一個用于vnir光譜儀，另一個用于swir光譜儀)包括一個安裝在黑色不漏光裝置上的石英鹵鎢燈。該裝置裝在平動臺上，可以根據(jù)指令將燈放在入射光孔徑處進(jìn)行定標(biāo)，這樣能在飛行定標(biāo)中測量整個光學(xué)系統(tǒng)的光通量和焦面陣列的響應(yīng)。這個光源能在trwis-3的入射孔徑處提供寬帶輻射，在儀器使用的幾個月中，這個輻射的重復(fù)誤差為2%。關(guān)閉燈時，定標(biāo)光源提供了一個零輻射參考以消除由于儀器零點(diǎn)漂移所產(chǎn)生的誤差

在飛行之前和之后，直接用定標(biāo)光源對儀器進(jìn)行零點(diǎn)測量以完成定標(biāo)。在這種模式下，定標(biāo)光源覆蓋儀器孔徑，而定標(biāo)光源燈關(guān)閉。當(dāng)?shù)玫搅泓c(diǎn)數(shù)據(jù)后，打開每個燈且對準(zhǔn)所選的兩組點(diǎn)各30秒。注意，這種定標(biāo)技術(shù)提供了可重復(fù)的定標(biāo)整個trwis-3光學(xué)系統(tǒng)的方法。