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长光所突破航天高分辨率高光谱成像关键技术

导读: 日前,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所突破了航天高分辨率高光谱成像关键技术。

  日前,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所突破了航天高分辨率高光谱成像关键技术。该技术利用离轴三反非球面光学系统、复合棱镜分光、推扫成像和指向镜运动补偿技术,有效解决了航天高光谱遥感中高空间分辨率、高光谱分辨率与图像高信噪比之间的矛盾,突破了视场分离、光谱分光、在轨光谱辐射定标等关键技术瓶颈,为我国航天高分辨率高光谱成像技术的工程化奠定了技术基础。

  长春光机所研究员颜昌翔及其研究团队针对航天高光谱遥感领域的视场分离、光谱分光、图像信噪比、在轨光谱辐射定标等关键技术瓶颈提出了一系列创新性的解决方法。研究团队采用离轴三反非球面光学系统、单晶硅无基底狭缝的视场分离器和复合棱镜分光加非球面准直成像光谱仪的技术方案,实现了全色、可见近红外和短波红外三光路准确分离,保证了系统宽波长覆盖,并实现了高光谱和高空间分辨率、高信噪比,保证了光谱成像质量。该团队采用指向镜运动补偿方案,建立了在轨实时计算指向镜运动补偿曲线的数学模型,实现了实时计算和控制,使探测器接收的光能量增加到4-6倍,显著提高了系统信噪比,解决了高光谱和高空间分辨率成像的矛盾。同时,该研究团队还采用镀膜的钕镨玻璃加积分球的在轨定标技术,利用指向反射镜自准,实现了全光路光谱和辐射定标。该团队共发表学术论文85篇,其中EI、SCI收录36篇,并有6项已授权国家发明专利。目前,该技术已获吉林省2013年度科技进步一等奖。

  利用此项技术成果研制的天宫一号高光谱成像仪,为我国首次自主获取航天高分辨率高光谱图像数据提供了技术支撑,填补了国内空白。天宫一号高光谱成像仪已在轨稳定运行两年半,获取了大量高光谱图像数据,并已应用于油气勘探、矿物探测、林业调查、土地利用/覆盖变化、海岸带资源调查等领域,为国民经济可持续健康发展规划提供了科学决策依据。

  据悉,此项技术已经在更高性能航天高光谱成像仪的研制工作中得到应用,必将在持续推进我国航天高光谱遥感技术的发展中起到其应有的作用。

 

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