航天光谱仪新理念高精度在轨绝对辐射定标方法研究

本项目以航天光谱仪器在轨定标方法为应用背景，以微型绝对辐射定标源的研制和绝对定标方法为突破点，结合多学科知识，对采用新热传导方式和MEMOS工艺集成的高精度绝对辐射定标基准源及绝对定标方法进行理论基础研究和关键技术攻关。这种全新的定标方法采用以电而不是以光为基准的定标，消除了漂移和衰减造成的不确定度和偏差，可直接追溯到国际单位制（SI），具有对光谱全波段响应良好、灵敏度高、时间常数短、体积小、稳定性好、绝对精度高等特点，相对于传统绝对辐射计响应度提高3个数量级，时间常数缩短到原来的1/30，解决传统的在轨定标方法基准源稳定性差，定标精度低、寿命短等缺点，为未来航天遥感仪器的超高精度绝对辐射定标提供理想方法，使绝对定标不确定度可达到0.5％，提高1个量级，保证未来的地球系统数据产品的可靠探测和全球变化研究具有足够的辐射度长期精度，该定标方法的成功使用将是遥感仪器在轨定标技术的一个新的里程碑。

本项目以航天光谱仪器在轨辐射定标为应用背景，以微型绝对辐射定标源的研制和绝对定标方法为突破点，结合多学科知识，完成了可作为星载光谱仪定标基准的微型电替代绝对辐射计的总体方案设计。对采用新热传导方式和MEMOS 工艺集成的高精度绝对辐射定标基准源及绝对定标方法进行理论基础研究和关键技术攻关。完成了新型超高精度绝对辐射计的光、机、电详细设计及加工、装配、调试；推导热平衡方程，建立数学模型，对带来绝对辐射计测量不确定度的锥腔吸收率、背景辐射、衍射、温度、日地距离等主要影响因子分别进行了分析计算或测定，经评估其测量不确定度为0.2%。对研制出的原理样机进行了性能测试，相对于传统绝对辐射计响应度提高3个数量级，时间常数缩短到原来的1/30。这种全新的定标方法采用以电而不是以光为基准的定标，消除了漂移和衰减造成的不确定度和偏差，可直接追溯到国际单位制（SI），具有对光谱全波段响应良好、灵敏度高、时间常数短、体积小、稳定性好、绝对精度高等特点，解决传统的在轨定标方法基准源稳定性差，定标精度低、寿命短等缺点，能够满足光谱绝对定标需求，为未来航天遥感仪器的超高精度绝对辐射定标提供理想方法，使光谱仪绝对定标精度可提高1个量级，保证未来的地球系统数据产品的可靠探测和全球变化研究具有足够的辐射度长期精度，该定标方法的成功使用将是遥感仪器在轨定标技术的一个新的里程碑。