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中科院在航天高分辨率高光譜成像關(guān)鍵技術(shù)上取得突破

   2025-03-15 中科院679
       日前,中國科學(xué)院長春光機(jī)所突破了航天高分辨率高光譜成像關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)利用離軸三反非球面光學(xué)系統(tǒng)、復(fù)合棱鏡分光、推掃成像和指向鏡運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù),有效解決了航天高光譜遙感中高空間分辨率、高光譜分辨率與圖像高信噪比之間的矛盾,突破了視場分離、光譜分光、在軌光譜輻射定標(biāo)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,為我國航天高分辨率高光譜成像技術(shù)的工程化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

  長春光機(jī)所研究員顏昌翔及其研究團(tuán)隊針對航天高光譜遙感領(lǐng)域的視場分離、光譜分光、圖像信噪比、在軌光譜輻射定標(biāo)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸提出了一系列創(chuàng)新性的解決方法。研究團(tuán)隊采用離軸三反非球面光學(xué)系統(tǒng)、單晶硅無基底狹縫的視場分離器和復(fù)合棱鏡分光加非球面準(zhǔn)直成像光譜儀的技術(shù)方案,實(shí)現(xiàn)了全色、可見近紅外和短波紅外三光路準(zhǔn)確分離,保證了系統(tǒng)寬波長覆蓋,并實(shí)現(xiàn)了高光譜和高空間分辨率、高信噪比,保證了光譜成像質(zhì)量。該團(tuán)隊采用指向鏡運(yùn)動補(bǔ)償方案,建立了在軌實(shí)時計算指向鏡運(yùn)動補(bǔ)償曲線的數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時計算和控制,使探測器接收的光能量增加到4-6倍,顯著提高了系統(tǒng)信噪比,解決了高光譜和高空間分辨率成像的矛盾。同時,該研究團(tuán)隊還采用鍍膜的釹鐠玻璃加積分球的在軌定標(biāo)技術(shù),利用指向反射鏡自準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了全光路光譜和輻射定標(biāo)。

  同時,利用此項技術(shù)成果研制的天宮一號高光譜成像儀,為我國首次自主獲取航天高分辨率高光譜圖像數(shù)據(jù)提供了技術(shù)支撐,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。天宮一號高光譜成像儀已在軌穩(wěn)定運(yùn)行兩年半,獲取了大量高光譜圖像數(shù)據(jù),并已應(yīng)用于油氣勘探、礦物探測、林業(yè)調(diào)查、土地利用/覆蓋變化、海岸帶資源調(diào)查等領(lǐng)域,為國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展規(guī)劃提供了科學(xué)決策依據(jù)。

 
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