临近空间风温遥感干涉仪设计及正演

作     者：何微微 武魁军 傅頔 王后茂 李娟 HE Wei-wei;WU Kui-jun;FU Di;WANG Hou-mao;LI Juan

作者机构：武汉科技大学城市学院湖北武汉430083 中国科学院武汉物理与数学研究所湖北武汉430071 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院国家空间科学中心北京100190 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.41975039 No.61705253) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2020年第28卷第8期

页      码：1678-1689页

摘      要：临近空间(20~100 km)风温探测对于大气物理和空间科学的发展具有重要的学术意义和应用价值。以1.27μm附近的O2(a1Δg)气辉为辐射源,采用广角迈克尔逊干涉仪进行临边观测,能够实现平流层、中间层及低热层区域(40~80 km)大气风场和温度场的同时探测。本文设计了临近空间风温遥感干涉仪,并对该仪器进行了仪器建模及正演仿真。根据气辉临边辐射光谱特性及谱线选取的原则,提出了采用两组强度不同的谱线进行风温遥感,弱线用于低空探测,以避免自吸收效应对测量结果的影响;强线用于高空探测,以期实现高的测量精度。建立了由大气辐射传输模块,迈克尔逊干涉仪模块,滤波器模块,以及光学系统、传感器阵列、红外焦平面等设备的系统参数组成的正演模型。通过正演模型获得了临边观测图像,并对风速及温度的测量不确定度进行了计算。数值模拟结果表明,在40~80 km的高度内,风测量精度为1~3 m/s,温度测量精度为1~3 K,满足临近空间风温探测精度的要求。

主 题 词：卫星遥感 临近空间 风温探测 Michelson干涉仪 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 070601[070601] 0805[工学-能源动力学] 0706[理学-大气科学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20202808.1678

馆 藏 号：203961303...