一種大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及遙感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002] 衛(wèi)星傳感器接收到的熱紅外波段(8~14μπι)輻射主要來自地表自身輻射、大氣上 行長波輻射和大氣下行長波輻射。大氣透過率、大氣上行和下行長波輻射共同構(gòu)成大氣對(duì) 熱紅外遙感的影響。大氣下行長波輻射指大氣自身輻射和散射長波輻射向下到達(dá)地面的部 分。在定量熱紅外遙感領(lǐng)域，大氣下行長波輻射是地表溫度與發(fā)射率反演的關(guān)鍵因素之一。 此外，作為地表長波輻射的主要來源之一，大氣下行輻射的獲取對(duì)地表輻射收支、氣候變化 和全球變暖等方面的研究具有重要意義。
[0003] 目前主要有四大類方法獲取大氣下行長波輻射，一是利用探空氣球同步獲取大氣 廓線數(shù)據(jù)，將探空數(shù)據(jù)輸入到大氣輻射傳輸模型計(jì)算出大氣下行長波輻射;二是通過實(shí)測(cè) 大氣參數(shù)，如大氣水汽含量等，利用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān)系計(jì)算大氣下行長波輻射;三是利用圖像自 身信息直接反演大氣下行長波輻射；四是通過紅外輻射儀在鍍金漫反射板的輔助下進(jìn)行野 外測(cè)量直接獲取。野外測(cè)量是最直接最準(zhǔn)確的大氣下行長波輻射獲取手段。
[0004] 上述大氣下行長波輻射獲取方法中，方法一存在探空氣球上升過程中受到風(fēng)的影 響會(huì)偏離目的地問題，而且探空氣球探測(cè)整層大氣時(shí)一般需要耗時(shí)1小時(shí)左右，而衛(wèi)星/飛 機(jī)對(duì)地觀測(cè)具有瞬時(shí)性，難以滿足同步需求;方法二和方法三的主要缺陷在于經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)關(guān) 系和反演方法誤差較大，難以滿足熱紅外遙感定量化應(yīng)用需求;方法四能夠在衛(wèi)星/飛機(jī)過 境時(shí)刻瞬時(shí)獲取高精度的大氣下行長波輻射，但是眾所周知，目前試驗(yàn)過程中使用的漫反 射金板尺寸?。▇l〇cm)、價(jià)格十分昂貴，僅能滿足地面近距離(~Im)測(cè)量。隨著我國對(duì)地觀 測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)航空、航天遙感載荷場(chǎng)地替代定標(biāo)要求越來越高，以往小面積的漫反 射金板不能夠滿足應(yīng)用需要。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] (一)要解決的技術(shù)問題
[0006] 有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供了一種大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶 標(biāo)，其面積大，具有良好的漫射特性和光譜平坦特性，適用于高空作業(yè)平臺(tái)、機(jī)載平臺(tái)或氣 球平臺(tái)搭載的紅外載荷定標(biāo)。
[0007] (二)技術(shù)方案
[0008] 本發(fā)明提供了一種大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)，包括靶標(biāo)本體11;其中，靶標(biāo) 本體11為NXM個(gè)子靶標(biāo)12無縫拼接而成的N行M列靶標(biāo)陣列，其中，每個(gè)子靶標(biāo)12包括子靶 標(biāo)本體13和四個(gè)靶標(biāo)支撐腳14，N、M為大于1的自然數(shù)，子靶標(biāo)本體13為長度為a、寬度為b的 矩形鋁合金板，子靶標(biāo)本體13的上表面具有低發(fā)射率的透明氧化鋁涂層，子靶標(biāo)本體13背 面的四個(gè)頂角安裝有四個(gè)可升降的靶標(biāo)支撐腳14，a、b大于等于lm。
[0009] 優(yōu)選地，還包括:溫度測(cè)量系統(tǒng)；該溫度測(cè)量系統(tǒng)包括:設(shè)置于全部或部分子靶標(biāo) 本體13背面的測(cè)溫電阻，且各個(gè)子靶標(biāo)本體13背面測(cè)溫電阻的數(shù)目相同或不同。
[0010] 優(yōu)選地，其中之一的子靶標(biāo)本體13的背面設(shè)置K個(gè)測(cè)溫電阻，子靶標(biāo)12還包括K個(gè) 測(cè)溫電阻保護(hù)蓋板15,其以子靶標(biāo)本體13背面的中點(diǎn)為中心對(duì)稱設(shè)置、或以子靶標(biāo)本體13 背面中線為軸對(duì)稱設(shè)置、或以子靶標(biāo)本體13背面對(duì)角線為軸對(duì)稱設(shè)置在子靶標(biāo)本體13背 面，K個(gè)測(cè)溫電阻分別位于K個(gè)測(cè)溫電阻保護(hù)蓋板15內(nèi)，K為大于3的自然數(shù)。
[0011] 優(yōu)選地，靶標(biāo)支撐腳14包括固定柱18和調(diào)節(jié)螺桿19,固定柱18頂端安裝在子靶標(biāo) 本體13，通過調(diào)節(jié)螺桿19調(diào)整子靶標(biāo)本體13的頂角的高度，靶標(biāo)支撐腳14的高度調(diào)整范圍 為0~50mm，革E標(biāo)本體11的整體平整度優(yōu)于l〇mm。
[0012] 優(yōu)選地，還包括主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)連接溫度測(cè)量系統(tǒng)，顯示和存儲(chǔ)測(cè)量的溫度數(shù) 據(jù);其中，溫度測(cè)量系統(tǒng)包括溫度采集單元21，溫度采集單元21計(jì)算出每個(gè)測(cè)溫電阻對(duì)應(yīng)的 溫度值，并將各個(gè)測(cè)溫電阻對(duì)應(yīng)的溫度值的平均值作為人工靶標(biāo)的溫度值。
[0013] 優(yōu)選地，該大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)還包括子靶標(biāo)連接件，子靶標(biāo)連接件 包括兩角連接件31和四角連接件32,子靶標(biāo)本體13的四個(gè)頂角各開有一組通孔33,將兩角 連接件31插入相鄰兩個(gè)子靶標(biāo)12的相鄰頂角的對(duì)應(yīng)一組通孔33,并用螺母固定兩角連接件 31，將四角連接件32插入相鄰四個(gè)子靶標(biāo)12的相鄰頂角的對(duì)應(yīng)一組通孔33,并用螺母固定 四角連接件32。
[0014]優(yōu)選地，子靶標(biāo)12還包括接觸件和接觸件架16,接觸件架16設(shè)置在子靶標(biāo)本體13 背面的其中一個(gè)邊緣，接觸件安裝在接觸件架16內(nèi)，連接每個(gè)子靶標(biāo)本體13的K個(gè)測(cè)溫電阻 的線纜均連接至該子靶標(biāo)12的接觸件，再由接觸件引出的線纜與溫度采集單元21連接。
[0015] 優(yōu)選地，該大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)還包括鋁箱紙，其沿靶標(biāo)本體11周邊 鋪設(shè)。
[0016] 優(yōu)選地，該大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)還包括襯網(wǎng)，襯網(wǎng)鋪設(shè)在靶標(biāo)本體11 下方的地面，面積大于等于靶標(biāo)本體11面積。
[0017] 優(yōu)選地，子靶標(biāo)本體13為邊長為Im的正方形鋁合金板，所述N和M取4，靶標(biāo)本體11 由16塊子靶標(biāo)12無縫拼接成的4行4列靶標(biāo)陣列，靶標(biāo)本體11邊長為4m，面積16m2，所述K取 2,其中1個(gè)測(cè)溫電阻保護(hù)蓋板15設(shè)置在子靶標(biāo)本體13背面的中點(diǎn)，另1個(gè)設(shè)置在背面1個(gè)頂 角附近。
[0018](三)有益效果
[0019] 從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
[0020] (1)靶標(biāo)本體為N X M個(gè)子靶標(biāo)無縫拼接而成，子靶標(biāo)方便運(yùn)輸，避免了大面積靶標(biāo) 不方便運(yùn)輸?shù)膯栴}；
[0021] (2)子靶標(biāo)本體的上表面具有低發(fā)射率的透明氧化鋁涂層，靶標(biāo)表面發(fā)射率低，抗 紫外線能力好、光譜平坦、朗伯性好、環(huán)境穩(wěn)定，膜層和基底結(jié)合牢固，提高了大氣下行長波 輻射值的測(cè)量精度，減小了測(cè)量誤差；
[0022] (3)采用鋁合金材料，大幅降低了人工靶標(biāo)的成本；
[0023] (4)靶標(biāo)尺寸大，該大面積靶標(biāo)本體不僅能滿足地面近距離測(cè)量，還能適用于高空 作業(yè)平臺(tái)、機(jī)載平臺(tái)和氣球平臺(tái)搭載的紅外載荷定標(biāo)；
[0024] (5)靶標(biāo)支撐腳可調(diào)整子靶標(biāo)本體的平整度，測(cè)溫電阻保護(hù)蓋板保護(hù)測(cè)溫電阻，采 用多個(gè)測(cè)溫電阻溫度值的平均值作為人工靶標(biāo)的溫度值，連接件將相鄰子靶標(biāo)固定連接并 保持人工靶標(biāo)的整體平整，進(jìn)一步減小了測(cè)量誤差，提高了測(cè)量精度。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)的靶標(biāo)本體的正面 圖；
[0026] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)的靶標(biāo)本體的背面 圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的子靶標(biāo)的正面圖；
[0028] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的子靶標(biāo)的背面圖；
[0029] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的靶標(biāo)支撐腳結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)的溫度測(cè)量系統(tǒng)和主 控系統(tǒng)示意圖。
[0031] 【符號(hào)說明】
[0032] 11-靶標(biāo)本體；12-子靶標(biāo)；13-子靶標(biāo)本體；14-靶標(biāo)支撐腳；15-測(cè)溫電阻保護(hù)蓋 板;16-接觸件架；18-固定柱；19-調(diào)節(jié)螺桿；
[0033] 21-溫度采集單元;22-主控計(jì)算機(jī)；
[0034] 31-兩角連接件;32-四角連接件;33-通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并 參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036] 本實(shí)用新型提供一種大氣下行長波輻射測(cè)量人工靶標(biāo)，該大氣下行長波輻射測(cè)量 人工靶標(biāo)測(cè)量精度高、尺寸大、成本低，不僅可用于地面近距離測(cè)量，還適用于航空、航天等 遠(yuǎn)距離測(cè)量。
[0037] 由于大氣下行長波輻射是地表溫度和發(fā)生率反演的關(guān)鍵因素之一，對(duì)地表輻射收 支、氣候變化和全球變暖的研究有重要意義，大氣下行長波輻射值的測(cè)量是遙感領(lǐng)域的重 要研究課題，大氣下行長波輻射的測(cè)量原理為:在無云條件下，假設(shè)大氣水平均一、各向同 性，不考慮大氣的散射作用，長波紅外輻射傳輸方程可寫為：
[0038] Lsensor = T · [ελ · B(Ts，X) + (1-￡a) · LatmJ+LatmT (I)
[0039] 其中，Lsenscir是紅外傳感器入瞳輻射亮度，Uw和Uw是大氣下行長波輻射和大氣 上行長波輻射，τ是目標(biāo)至紅外傳感器路徑的大氣透過率，Ts是目標(biāo)溫度，^是目標(biāo)發(fā)射率， 其與波長有關(guān)，λ為波長，B是Planck函數(shù)，其與目標(biāo)