天空可见-近红外光谱偏振态自动测量仪设计

• Published in: 大气与环境光学学报 Vol. 19; no. 1; pp. 111 - 124
• Main Authors: 王昊, 孙晓兵, 刘晓, 宋强, 洪津
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 合肥市农业行业首席专家工作室,安徽 合肥 230031%中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031 2024; 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031%中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031; 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601; 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026%中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
• Subjects: polarimetry; 光谱; scattering; 天空光; spectrum; 偏振测量; 气溶胶; skylight; 散射; aerosol
• ISSN: 1673-6141
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-6141.2024.01.009

O436.3; 太阳光在地球大气传输过程中产生的散射会呈现出固有的偏振特性,因此利用大气散射偏振态分布特性及其与太阳照射几何以及地表观测几何之间存在的对应关系,为地球大气层内导航提供了可能.然而因气象变化造成的大气组分改变会直接影响光散射分布,从而影响基于偏振态分布的方向定位精度,因此在偏振导航实际应用过程中,其方向指引精度受大气状况影响较大.为研究不同气象条件下天空偏振态变化内在机理,研制了一台天空可见-近红外光谱偏振态自动测量仪.该仪器可按需进行定时段、定天区、多天候天空光谱偏振态测量,采用分时偏振同时分谱非成像测量体制.仪器主要由偏振分析模块、偏振检测方位定位驱动电机、微型光谱仪、GPS定位模块、嵌入式采集控制模块、二维载重转台等部分组成,光谱范围为390～960 nm,光谱分辨率为1.5 nm,观测视场为3°,光谱线偏振度测量精度优于98.85%,偏振角测量精度优于0.1°,单点观测时间小于9 s.经实验室定标和外场测试,表明该仪器可在多种气象条件下稳定观测天空光谱偏振态,其测量数据可用于天空偏振态影响机理相关研究.