[发明专利]一种偏振三维相机偏振精度测量装置及实现方法

说明书

本发明一种偏振三维相机偏振精度测量装置及实现方法，装置包括：积分球、标准线偏振片、旋转安装座、平移升降台和数据采集设备；积分球固定在支撑底座或固定框架上；标准线偏振片固定在旋转安装座上，并放置在积分球的出光窗口；待测仪器安装在平移升降台上，用于接收从积分球发出并经过标准线偏振片后的标准线偏振光；数据采集设备与待测仪器连接，用于采集待测仪器的图像信息。方法包括将待测仪器开机，挡住全部通光孔径，采集各通道暗电流响应值；采集各通道的总光强值；计算得到定标后相机的斯托克斯参量；计算得到出经过定标后的相机偏振度；根据获得的定标后相机偏振度，计算得到相机偏振精度。

技术领域

本发明涉及偏振测试技术，具体指一种偏振三维相机偏振精度测量装置及实现方法，主要针对三镜头或四镜头的偏振三维相机，可应用于偏振三维相机的定标与偏振精度测量，具有光源能量均匀、全视场测量、测量精度高等优点。可有效评估偏振三维相机研制水平，提高偏振三维相机偏振精度。

背景技术

目前，偏振遥感具有很大的发展和应用潜力，国内外很多研究机构都在进行这方面的研究和探索。随着研究的逐渐深入，产生了若干用于偏振遥感的载荷。无论是哪种类型的偏振遥感器，偏振测量精度都是衡量偏振遥感仪器性能的最重要技术和最关键指标之一。一方面，被测目标的偏振信号可能仅有光强信号的百分之一甚至更弱，导致目标探测结果的可靠性由仪器的偏振测量精度直接决定；另一方面，偏振测量精度对物理参数的精确计算，对目标物理参数的反演起着至关重要的作用。

偏振是电磁波的矢量特性，它提供独立于强度与光谱的信息。与物质相互作用时电磁辐射的偏振态发生改变，偏振遥感通过测量该变化实现目标特性的反演。相比于传统遥感，偏振遥感获取的信息量大大增加，因此在大气探测、目标识别及环境监测等领域具有重要价值。偏振成像仪作为偏振遥感的主要仪器之一，必须保证足够的偏振探测精度，才能使偏振遥感具有实际应用意义。

不同类型的应用对偏振遥感器有着不同的偏振精度要求，例如，云相态偏振测量精度应优于2％，典型遥感器为POLDER和MODIS；大气校正偏振测量精度优于0.5～1％，典型遥感器为APS和大气校正仪；大气气溶胶反演偏振测量精度应优于0.5％，典型遥感器为POLDER和DPC。目前国内对此类多镜头偏振遥感器的偏振测量和定标方面的研究尚无，更没有形成系统、清晰的测量装置和定标方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种偏振三维相机偏振精度测量装置及实现方法，解决了如何精准测量偏振三维相机偏振探测精度的问题。

本发明的技术方案是：一种偏振三维相机偏振精度测量装置，包括积分球、标准线偏振片、旋转安装座、平移升降台和数据采集设备；

积分球固定在支撑底座或固定框架上；标准线偏振片固定在旋转安装座上，并放置在积分球的出光窗口；待测仪器安装在平移升降台上，包括P个通光孔径，用于接收从积分球发出并经过标准线偏振片后的标准线偏振光；数据采集设备与待测仪器连接，用于采集待测仪器的图像信息。

所述的积分球、标准线偏振片、待测仪器的待测通光孔径光轴均对齐。

一种基于所述偏振三维相机偏振精度测量装置的相机偏振精度测量方法，其特征在于包括：

将待测仪器开机，挡住全部通光孔径，采集各通道暗电流响应值；

采集各通道的总光强值；

根据得到的各通道的暗电流响应值和总光强值，计算得到定标后相机的斯托克斯参量；

根据获得的定标后相机斯托克斯参量，计算得到出经过定标后的相机偏振度；

根据获得的定标后相机偏振度，计算得到相机偏振精度。

所述采集各通道暗电流响应值包括：采集半小时内各通道暗电流响应值，每隔五分钟测量一次；所述各通道暗电流响应值由暗电流均值DC_k表示：