海洋一号卫星水色水温扫描仪红外信息获取

作     者：范文龙 黄小仙 傅雨田 FAN Wenlong;HUANG Xiaoxian;FU Yutian

作者机构：中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《遥感学报》 (NATIONAL REMOTE SENSING BULLETIN)

年 卷 期：2022年第26卷第8期

页      面：1589-1601页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0816[工学-测绘科学与技术] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家重点研发计划(编号:2018YFB0504900 2018YFB0504904)。 

主　　题：海洋一号 信息获取 海表温度 红外光电导探测器 直流恢复 噪声等效温差 调制传递函数 

摘      要：对海温分布与变化的探测是海洋一号卫星主载荷水色水温扫描仪(简称水色仪,COCTS)的主要任务之一。考虑到对海冰和海洋上空台风等气象要素的同时探测,实际水温探测通道的动态范围要求涵盖200—320 K的温度区间。由于某些洋面区域微弱温度的变化将会导致严重天气灾害的发生,因此海温探测通道还需满足探测灵敏度与定量化的精度要求。本文旨在依据技术指标要求,设计水色仪红外通道的信息获取电路,包括对探测器微弱信号进行放大的前置放大电路,消除基础电平以提高动态范围的交流放大器,以及实现信号的直流恢复与动态范围调整的通道放大电路。基于对所使用的光导型红外探测器工作机理的研究,结合水色仪的系统组成与特性,为确保同时满足高动态范围与高灵敏度这一对相互矛盾的指标要求,通过理论分析计算、电路仿真等方法,确定各级放大电路的形式及参数。在真空环境模拟实验室对水色仪的系统性能进行测定,以验证信息获取电路设计的合理性。在实验室进行的红外辐射定标结果表明和在轨测试结果均表明,水色仪两个红外通道的动态范围和噪声等效温差(NETD)均能较好的满足技术指标要求。红外通道能够实时跟踪星上黑体信号随时间与周围环境的变化,可据此来对红外通道的定标系数进行即时修正,从而达到预期的在轨实时辐射定标的目的,为定量化反演海温奠定了基础,并能获取且制作出高质量的全球海温产品。