[发明专利]一种高精度自动化地空辐射计

说明书

本发明公开了一种高精度自动化地空辐射计，包括有辐射计、二维转台、通讯终端、雨水与温湿度传感器、控制箱、太阳能板、蓄电池和支架；本发明可实现太阳直接辐照度、天空漫射辐照度、地面辐射亮度测量，反演出气溶胶光学厚度、漫总比和地表反射率，获取场地自动化定标所需的基本参数，实现一台仪器对可见‑近红外波段的过顶卫星遥感器绝对辐射定标。本发明对温度敏感元件光电探测器精确温控，降低温漂对测量结果的影响，提高测量精度，同时，采用后盖板自然散热，可放置在野外长期自动运行，不需要任何人为参与，自动测量并将测量数据通过北斗无线通信或移动通讯终端发送到服务器上，使得用户足不出户就可以实时查看测量数据和仪器工作状态。

技术领域

本发明涉及一种测量太阳直接辐射照度、天空漫射辐射照度和地面辐射亮度的仪器装置技术领域，尤其涉及一种高精度自动化地空辐射计。

背景技术

当前，卫星遥感器的自动化场地定标方法正在广泛应用，要求采用无人值守、长期自动观测的仪器代替人工现场获取场地数据，为提高卫星遥感器的辐射定标精度，就要求辐射定标场安装更多的仪器设备直接获取相关数据。目前自动化场地定标通常需要在辐射定标场安装至少3台仪器，分别为光度计、对地辐射计和辐照度计，其中，光度计用于测量太阳直接照度反演气溶胶光学厚度，对地辐射计用于测量定标场地表辐射亮度，辐照度计用于测量漫总比。本发明专利可同步观测以上3台仪器所测数据，极大降低设备成本、维护成本。

发明内容

本发明目的在于减少自动化定标所需仪器数量，降低定标成本，提供一种高精度自动化地空辐射计。

为了实现本发明目的，本发明提供了一种高精度自动化地空辐射计，包括辐射计、二维转台、通讯终端、雨水与温湿度传感器、控制箱、太阳能板、蓄电池、支架；辐射计安装在二维转台顶部，二维转台、通讯终端、雨水与温湿度传感器和控制箱固定安装于支架上；二维转台、通讯终端、雨水与温湿度传感器通过电缆与控制箱连接；地面设置有太阳能板，地下设置有蓄电池；太阳能板通过电缆连接于蓄电池，蓄电池通过电缆连接于控制箱，用于为系统供电；辐射计上设置有太阳直射测量通道、天空辐照度测量通道和地面辐射亮度测量通道。

进一步地，辐射计包括外壳、后盖板、前面板；前面板设置于外壳一侧端面，后盖板设置于外壳上远离前面板的另一侧端面；前面板上设有4个石英玻璃窗；其中，位于前面板上侧的3个第一石英玻璃窗分别用于测量太阳直接辐照度、天空辐照度和地面辐射亮度，位于前面板下侧的1个第二石英玻璃窗用于跟踪太阳。

进一步地，太阳直射测量通道、天空辐照度测量通道和地面辐射亮度测量通道为相似光路结构，仅孔径光阑和视场光阑大小有所差别，即视场角有所差别，分别包括第一光阑筒、凸透镜、干涉滤光片和光电探测器；第一石英玻璃窗内侧设置有第一光阑筒，第一光阑筒包括孔径光阑、第一消杂光光阑、视场光阑，按远离第一石英玻璃窗的方向依次设置；视场光阑尾部设置有凸透镜，凸透镜内侧设置有干涉滤光片，干涉滤光片内侧为光电探测器；光电探测器连接到数据采集电路板，数据采集电路板将电流信号转换为数值。

进一步地，第二石英玻璃窗内侧设置有第二光阑筒，第二光阑筒内侧为四象限探测器，四象限探测器连接到数据采集电路板，数据采集电路板根据四个象限的测量值驱动二维转台调整角度精密跟踪太阳。

进一步地，辐射计内部空腔内设置有电机、减速箱、齿轮和滤光片轮；电机驱动减速箱带动齿轮转动，齿轮驱动滤光片轮转动，从而带动滤光片轮旋转更换干涉滤光片。滤光片轮外侧设置有滤光片轮外壳，前面板和滤光片轮外壳之间通过加强板筋连接,保证连接强度的同时，确保第一光阑筒稳定，避免晃动。

进一步地，光电探测器安装在铝基板中，铝基板和后盖板之间设有帕尔贴；铝基板和光电探测器构成一个恒温仓，恒温仓的外面包裹可塑性隔热材料层，光电探测器为温度敏感元件，恒温的工作条件可降低温漂对测量精度的影响；后盖板外部设有散热槽，前盖板与外壳之间用第一密封圈密封，后盖板与外壳之间用第二密封圈密封，仪器在低温干燥环境下密封，避免低温工作时内部凝露。