海色掃瞄器

海色掃瞄器是由衛星或航空遙感飛機攜帶的一種10通道海洋水色掃描輻射計。主要用於海洋生物生產力、沉積物搬運、油污染、赤潮等方面的研究。目前，國際上已經發射搭載海色掃瞄器的海洋水色衛星。中國從20世紀80年代末開始也進行了海洋水色遙感和實際套用的研究。

基本介紹

• 中文名：海色掃瞄器
• 外文名：ocean color scanner
• 載體：海洋水色衛星
• 通道數：10
• 類型：海洋衛星
• 第一顆衛星：SeaStar

相關知識簡介

衛星有很多種分類，按照探測範圍可分為?>海洋衛星和陸地衛星。海洋衛星與陸地衛星相比，地面覆蓋周期和空間解析度都有所不同，某些海洋要素的探測如海面風場、海面粗糙度等都只能利用海洋衛星技術進行探測。海洋衛星能夠提高海洋環境的檢測預報、災害性氣候的預測能力，有利於保護海洋自然環境資源，加強海洋軍事活動保障。自美國於1978年6月成功發射了世界上第一顆專門用於海洋觀測的海洋衛星Seasat-A，日本、法國、蘇聯、ESA等也相繼發射了一系列的大型海洋衛星。這些衛星裝載有多種光學遙感器和海洋遙感感測器。

按用途海洋衛星可分為海洋水色衛星、海洋動力環境衛星和海洋綜合探測衛星。在海洋水色衛星方面，1978年10月，美國成功發射了雨雲衛星Nimbus-7，星上裝載的沿岸帶水色掃瞄器(Coastal Zone Color Scanner, CZCS)可以提供大量高解析度的全球範圍內的海洋水色分布數據，此外還可以通過星上的多頻率掃描微波輻射計(Scanning Multi-frequency Microwave Radiometer, SMMR)對海表溫度進行觀測。1997年，美國NASA發射了世界上第一顆專用海洋水色衛星SeaStar，並計畫從SeaStar衛星起，進行為期20年時序的全球海洋水色遙感資料的連續累積。

原理

海色掃瞄器（ocean color scanner），其原理是光經過光柵分光計後，分別進入指令隔離濾波器、光學中繼裝置和矽光電二極體而形成海面圖像。這種儀器安裝在長75cm、直徑25cm的半圓形殼體內，重約34kg。其望遠鏡直徑12.5cm。光柵分光計的焦面上有24束玻璃纖維。其中10束位置固定。

水色掃瞄器有10個探測波段範圍從可見光到長波紅外。

為了提高系統的信噪比，系統採用了列陣探測器並掃，因此像面要求不能隨掃描系統旋轉而旋轉。45度旋轉掃描鏡掃描是一個好的掃描方式，但是它會產生像旋轉。因此要採用45度旋轉掃描鏡掃描，消像旋就顯得十分重要。我們在光學系統中加入了消像旋系統。
如圖所示，光學系統由45度旋轉掃描鏡、主光學系統、消像旋系統和後光學系統組成。因為光學系統的光譜必須覆蓋從可見光到紅外的範圍，在後光學系統前必須採用反射系統。
入射光經過45度旋轉掃描鏡反射後進入主光學系統和消像旋系統，然後第一分色片將光譜分為兩部分:紅外和可見，紅外光反射而可見光透射。紅外光(2個探測通道)由紅外透鏡系統將其聚焦至列陣探測器上。可見光通道被第二分色片分成兩個部分，一部分5個探測通道)反射，另一部分(其餘3個探測通道)透射。兩部分的可見光分別由各自的透鏡系統會聚到線列探測器上。探測光譜波段由放在探測器前的濾光片形成。

矽光電探測器組件

海色掃瞄器是安裝在空間平台上的遙感儀器，矽光電探測器組件是海洋水色掃瞄器的關鍵部件之一，用於探測可見一近紅外波段海表對入射陽光的反射信息，獲取海洋水色參數。掃瞄器在可見一近紅外部分有八個探測波段，分別由一個5X4和一個3X4的而陣矽探測器組件實現其探測功能。由於海水在藍紫光波段的反射率很低，因此要求矽探測器在藍紫光波段有較高的回響率，以滿足掃瞄器信噪比的要求。

套用情況

2007年4月，“海洋一號B”（HY-1B） 發射成功，星上裝載有一含有可見光、近紅外和熱紅外的海色掃瞄器和一台成像儀，主要用於觀測海表溫度、海洋水色變化、海洋污染雜質含量等與海洋有關的情況的觀測。2011年8月，‘海洋二號’探測衛星成功運行，星上裝載有雷達高度計、掃描微波輻射計和微波散射計等多個主動微波感測器和被動微波感測器，提供高精度、全天候、實時的微波探測海洋數據。檢測海洋環境、觀測多種海洋動力環境參數，為多項海洋研究和海洋監視提供支撐服務。