海洋水色水温扫描仪辐射基准漂移规律研究

发布时间：2020-04-05 16:50

【摘要】：海洋环境的变化对全球海域的生态环境、海洋基础生产力的影响是至关重要的。我国作为一个海洋大国,发展海洋卫星遥感是责无旁贷的。迄今为止我国已发射了三颗太阳同步轨道海洋水色遥感卫星,海洋一号A星(HY-1A)和海洋一号B(HY-1B)星分别于2002年和2007年发射入轨,并于2018年9月成功发射了海洋一号C星(HY-1C)。其中HY-1B在2015年才停止工作,其上搭载的主载荷海洋水色水温扫描仪(COCTS)已累积了将近9年的海洋观测数据。但由于作为水色水温扫描仪的辐射基准的冷空信号受到未知辐射源的干扰,导致所有探测通道对应的辐射基准发生漂移,目标信号远小于预期值,近红外通道在深海区域甚至出现截止的情况。虽然HY-1B水色水温扫描仪的遥感数据存在冷空辐射受到污染的现象,但以其传回的图像数据可以看出水色水温扫描仪工作状态稳定,图像清晰。所以根据其下传的图像数据和冷空数据,探索影响辐射基准漂移的主要问题及其变化规律,建立正确的数理模型对其数据进行有效恢复是一项非常有意义而且很迫切的工作。本文将针对这一问题的解决展开以下几个方面的工作研究:1.对国内外相关太阳同步轨道的相关光学遥感仪器可能存在的类似问题进行了的调研,发现在轨辐射基准漂移是很普遍的现象。在明确基准漂移规律后最终都获得了较好的恢复。2.针对水色水温扫描仪结构以及箝位电路的工作原理进行分析,在对与箝位位置非常接近的冷空信号自身变化规律进行分析之后,发现可见光/近红外8个通道的10个冷空码值,从第1个到第10个依次变大,并且每个通道同一轨的不同扫描行的10个冷空码值都具有极好的相关性。3.针对水色水温仪飞行轨道、地球目标反射(季节、太阳高度角等)外界因素与冷空信号大小变化的关联性进行了详细的分析,确定了基准漂移的外在影响因素。本文通过对HY-1B/COCTS的历史数据进行处理,分析了卫星星下点的太阳高度角、季节以及所覆盖的地物目标反射能力与冷空信号变化之间的关联性,确定了COCTS的辐射基准的漂移规律和主要影响因素,为HY-1B/COCTS历史数据再利用和辐射基准漂移恢复模型的建立提供技术基础。
【图文】：

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海洋水色水温扫描仪辐射基准漂移规律研究分光镜分离成两个光谱区，分光光谱仪都采用基结构[9]。站（ISS）的海岸带超光谱成像仪（HICO）研究实验室（NRL）研制的 HICO（Hyperspectr）于 2009 年 10 月 10 日成功发射，，它和 RADS（etection System）安装在国际空间站中开放实验平台由美国和日本共享。HICO 谱段范围：0.3500 米，幅宽 50km，在 0.4~0.76μm 谱段区、5%反SNR 优于 200。HICO 一个最有代表性的特点是围在星下点-30°—+40°之间，通过侧摆提高特定不同轨道位置以合适倾角避开太阳耀斑[10]。

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图1.2 Meris仪器结构示意图Figure1.2InstrumentstructureofMerisSentinal 卫星上的 OCLI复杂性和成本问题综合考虑，欧空局（ESA）对 En调整，最终决定把 Envisat 卫星计划分成 Sentinel 系 Sentinel-3 卫星中继续携带了 MERIS 的后续仪器—ent(OLCI)，在仪器中采用了五个光机子模块凭借获所示，地面分辨率为 300 米，总视场 68.5°，幅宽约次。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP751;P715.6

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