临近空间风温遥感干涉仪设计及正演

• 作者: 何微微 傅頔 李娟 武魁军 王后茂
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 卫星遥感 临近空间 风温探测 Michelson干涉仪
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 1678-1689
• 页数: 12页
• 分类号: P407.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20202808.1678

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1.27 μm附近的O2(a1△g)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.