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地球静止轨道干涉式红外探测仪(GIIRS)星载黑体辐射源的研制
1
作者
许鑫
夏蔡娟
+4 位作者
周晶晶
司马瑞衡
宋健
徐春媛
郝小鹏
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第10期72-81,共10页
星载黑体辐射源是红外遥感载荷在轨辐射定标的核心基准设备,其性能直接决定遥感数据的定量化精度。针对风云四号03星地球静止轨道干涉式红外探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)对大口径、宽温区及高精度定...
星载黑体辐射源是红外遥感载荷在轨辐射定标的核心基准设备,其性能直接决定遥感数据的定量化精度。针对风云四号03星地球静止轨道干涉式红外探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)对大口径、宽温区及高精度定标的严苛需求,文中提出并研制了一种新型星载黑体辐射源。该辐射源采用圆柱腔型结构设计,通过金字塔微结构阵列底板与螺旋微沟槽侧壁的协同优化,显著提升腔体表面吸收效率;结合高发射率涂层工艺,进一步增强辐射性能。为验证设计有效性,采用蒙特卡洛光线追迹方法分析发射率特性,并通过热-结构耦合仿真系统研究温度场分布规律,最终构建了具备多参数协同控制能力的星载黑体辐射源。基于真空低背景红外亮温标准装置的实验结果表明,在4.0~16.0μm宽波段范围内,黑体在.310 K目标温度下的平均光谱发射率为0.9950,辐射亮温的合成标准不确定度优于0.015~0.035 K(覆盖290~335 K温区)。实验进一步表明,在280~320 K宽温区内,黑体底部温度均匀性优于0.099 K,侧筒温度均匀性优于0.210 K,整体温度均匀性达0.155 K,30 min内温度稳定性优于0.013 K。该研究攻克了大口径宽温区星载黑体的关键技术瓶颈,显著提升了红外遥感载荷的定量化反演能力,为气象预报、环境监测及气候变化研究提供了高可靠性的辐射量值标准源。
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关键词
黑体辐射源
红外遥感
辐射定标
发射率
温度均匀性
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职称材料
题名
地球静止轨道干涉式红外探测仪(GIIRS)星载黑体辐射源的研制
1
作者
许鑫
夏蔡娟
周晶晶
司马瑞衡
宋健
徐春媛
郝小鹏
机构
西安工程
大学
理学院
中国计量科学研究院遥感
实验室
国家市场监督管理总局
技术
创新中心(红外遥感定标与计量
技术
)
清华大学精密测试技术及仪器全国重点实验室
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第10期72-81,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFF0610800,2022YFF0610801)
国家杰出青年基金项目(62425506)
+1 种基金
中国计量科学研究院基础科研业务费专项基金项目(AKYZZ2409)
陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-196,2024GX-YBXM-081)。
文摘
星载黑体辐射源是红外遥感载荷在轨辐射定标的核心基准设备,其性能直接决定遥感数据的定量化精度。针对风云四号03星地球静止轨道干涉式红外探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)对大口径、宽温区及高精度定标的严苛需求,文中提出并研制了一种新型星载黑体辐射源。该辐射源采用圆柱腔型结构设计,通过金字塔微结构阵列底板与螺旋微沟槽侧壁的协同优化,显著提升腔体表面吸收效率;结合高发射率涂层工艺,进一步增强辐射性能。为验证设计有效性,采用蒙特卡洛光线追迹方法分析发射率特性,并通过热-结构耦合仿真系统研究温度场分布规律,最终构建了具备多参数协同控制能力的星载黑体辐射源。基于真空低背景红外亮温标准装置的实验结果表明,在4.0~16.0μm宽波段范围内,黑体在.310 K目标温度下的平均光谱发射率为0.9950,辐射亮温的合成标准不确定度优于0.015~0.035 K(覆盖290~335 K温区)。实验进一步表明,在280~320 K宽温区内,黑体底部温度均匀性优于0.099 K,侧筒温度均匀性优于0.210 K,整体温度均匀性达0.155 K,30 min内温度稳定性优于0.013 K。该研究攻克了大口径宽温区星载黑体的关键技术瓶颈,显著提升了红外遥感载荷的定量化反演能力,为气象预报、环境监测及气候变化研究提供了高可靠性的辐射量值标准源。
关键词
黑体辐射源
红外遥感
辐射定标
发射率
温度均匀性
Keywords
blackbody radiation source
infrared remote sensing
radiation calibration
emissivity
temperature uniformity
分类号
TB942 [机械工程—测试计量技术及仪器]
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题名
作者
出处
发文年
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1
地球静止轨道干涉式红外探测仪(GIIRS)星载黑体辐射源的研制
许鑫
夏蔡娟
周晶晶
司马瑞衡
宋健
徐春媛
郝小鹏
《红外与激光工程》
北大核心
2025
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