航空遥感大气多角度偏振辐射计及测试实验分析

摘要

地球大气与气候变化密切相关,且影响着人类健康和生态环境,大气监测具有重要意义。大气气溶胶散射辐射的偏振敏感性为光学偏振遥感技术应用于大气探测提供了新思路。结合我国航空遥感系统技术发展和环境大气遥感监测需求,提出了一种航空大气多角度偏振探测方法,突破集束式偏振光学系统设计和偏振定标等关键技术,研制了大气多角度偏振辐射计。首先,介绍辐射计偏振探测原理,讨论光学系统方案设计,分析辐射计多角度探测和定标精度对气溶胶柱浓度反演后验误差的影响;其次,利用标准偏振光发生器和绝对辐射定标系统,对辐射计偏振测量精度进行验证,并得到绝对辐射定标不确定度;再次,针对辐射计航空遥感模式,研发专门的多角度多光谱偏振探测数据处理系统;最后,开展外场实验分析,通过航空与地面同步观测实验,验证了辐射计各项指标。研究结果表明:辐射计的绝对辐射定标不确定度优于4%,偏振测量精度优于0.5%,同步比对站点的大气气溶胶光学厚度反演精度优于0.05。该辐射计获取的偏振数据可反演得到大气气溶胶光学厚度等参数,满足区域环境大气监测应用需求。