光譜成像儀

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上多次改進而成的。工程樣機已作過初步試驗，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的目標鑒別能力，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在光譜特征上的細微差別。顯然，這對遙感應用(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)和軍事應用(識別偽裝、分辨敵友、目標定類和地雷探測等)來講，這種強大的分辨能力是非常重要的。所以，該儀器具有很高的應用價值和極廣的發(fā)展前景!

由于軍事和國民經(jīng)濟的需要，近年來空間(對地)光學遙感技術(shù)取得迅猛地發(fā)展，各種各樣的光學遙感器應運而生，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;

具有足夠數(shù)量的光譜波段且各波段盡量相互鄰接;

還應具有一定寬的光譜范圍以實現(xiàn)光譜圖線的整體性。

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

trw公司講，他們設計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，可適應多個平臺使用。

trwis-3的測試和定標過程將能夠核實該型號敏感器的性能。使用飛行時定標用的光源進行飛行前的測試、定標及定標更新。使用專門研制的trw多光譜檢測試驗臺(mstb)進行起飛前的測試和定標。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測量，包括最終校準、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、光譜配準測量、光譜定標和絕對輻射測量定標

trwis-3的定標方法是:先觀察mstb對儀器進行光譜輻射絕對定標，然后將儀器轉(zhuǎn)到定標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行定標，這樣能在飛行定標中測量整個光學系統(tǒng)的光通量和焦面陣列的響應。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，這個輻射的重復誤差為2%。關閉燈時，定標光源提供了一個零輻射參考以消除由于儀器零點漂移所產(chǎn)生的誤差

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