No SBRC, a responsividade de um sensor IR é medida como uma caixa preta para obter toda a sua saída ao visualizar a radiação de uma fonte (ou seja, corpo negro). Por outro lado, no SIRC, a responsividade de um sensor BLIP completo ou pelo menos próximo de perto, que pode ser satisfeito pela maioria dos sensores integrados, é calculado modelando a relação entre a radiação de fundo incidente e sua responsividade. Em essência, SBRC é um método baseado em medição, enquanto SIRC é baseado em modelagem. Particularmente, a responsividade aqui se refere meramente ao componente linear de toda a relação entre DN e radiância ilustrada acima. Crédito:Qiang Guo, Fuchun Chen, Xiangyang Li, Boyang Chen, Xin Wang, Guilin Chen, e Caiying Wei
A calibração radiométrica (RC) garante medições de sensores fotônicos infravermelhos com certa precisão, onde uma fonte de radiação tradicional irá introduzir incertezas inesperadas para degradação. Para superar essa limitação, Cientista na China propôs um princípio RC independente de fonte original (SIRC) modelando a radiação de fundo incidente para detectores HgCdTe fotocondutores e fotovoltaicos, respectivamente. O SIRC garantirá um serviço estável de longo prazo para os satélites meteorológicos geoestacionários chineses e beneficiará a futura constelação de micro-satélites infravermelhos para aplicações climáticas.
Para garantir medições de sensores fotônicos infravermelhos (IR) com certa precisão, calibração radiométrica (RC) é implementada para determinar a responsividade radiométrica do sensor e geralmente é resolvida comparando com alguma fonte de radiação (ou seja, corpo negro), chamado RC baseado em fonte (SBRC). O método SBRC fornece uma forma de calibração razoável, onde o sensor alvo é medido como uma caixa preta para obter toda a sua saída ao visualizar a radiação incidente de uma fonte. Contudo, existem três limitações intrínsecas principais no design, aspectos de fabricação e aplicação para SBRC, respectivamente. Em primeiro lugar, uma vez que algumas características não ideais de uma fonte (ou seja, a emissividade de um corpo negro disponível é absolutamente menor do que a unidade) existem na natureza, a incerteza adicional de tal fonte para os resultados finais da calibração é inevitável. Em segundo lugar, dificilmente pode ser garantido que um corpo negro bem qualificado juntamente com algum conjunto relevante sejam equipados para todos os sensores IR, particularmente para aqueles a bordo das populares plataformas de micro-satélites. Finalmente, diversas fontes trarão dificuldades extras para unificar os custos de rastreabilidade para diferentes sensores, o que é inaceitável para as pesquisas atuais de clima e mudanças climáticas.
Em um novo artigo publicado em Light:Ciência e Aplicações , uma equipe de cientistas, liderado pelo Professor Qiang Guo do Centro Nacional de Meteorologia de Satélite, Administração Meteorológica da China, China, e colegas de trabalho do Instituto de Física Técnica de Xangai, A Academia Chinesa de Ciências propôs um princípio de RC independente da fonte original (SIRC) com base na modelagem em vez de comparar para SBRC, onde a radiação de fundo incidente para o detector, como um fator dominado que influencia as características de responsividade de um sensor fotônico, é modelado para implementar RC para os dois tipos fundamentais (fotocondutor e fotovoltaico) de detectores fotônicos HgCdTe. O SIRC requer apenas as informações de temperatura dos componentes principais de um sensor que não seja uma fonte complexa e sua montagem, e fornece uma maneira rastreável com custos de incerteza mais baixos em relação ao SBRC tradicional.
uma, Vieses mensais das bandas FY-2G VISSR IR1-IR3 com o método IBBC. b, Vieses mensais das bandas FY-2G VISSR IR1-IR3 com o método SIRC. c, Gráficos de dispersão das observações colocadas entre a banda FY-2G IR1 e IASI com o método IBBC. d, Gráficos de dispersão das observações colocadas entre a banda FY-2G IR1 e IASI com o método SIRC. Crédito:Qiang Guo, Fuchun Chen, Xiangyang Li, Boyang Chen, Xin Wang, Guilin Chen, e Caiying Wei
Em essência, as características da resposta calibrada do sensor são independentes de tal fonte conhecida e controlada (por exemplo, corpo negro para um sensor IR), o que implica que podemos obtê-los de outras maneiras, por exemplo. modelagem com os fatores de impacto dominantes, em vez do tradicional, usando medição com uma fonte. Esses cientistas resumem o princípio operacional do SIRC:
“Propomos o princípio SIRC que estabelece uma nova metodologia para calibrar um sensor fotônico infravermelho modelando a relação entre a radiação de fundo incidente e sua responsividade para os detectores fotônicos infravermelhos disponíveis, particularmente para a utilização do espaço. Os principais defeitos e limitações do SBRC são totalmente superados no SIRC, por exemplo. sem incerteza adicional da fonte, sem uma fonte complexa ou seu conjunto a ser equipado, e fácil de ser rastreado com algumas informações de temperatura medida para fornecer medições mais confiáveis de um sensor. "
"Espera-se que o princípio SIRC proposto crie uma solução totalmente nova tanto para o projeto quanto para o desenvolvimento de um sensor fotônico IV espacial, bem como seu processamento de calibração radiométrica correspondente no solo, e beneficia particularmente a precisão da medição IV da constelação de micro-satélites de uma forma mais aplicável. "
"O SIRC está sendo implementado nos satélites Fengyun-2 (FY-2G e FY-2F) desde 2019, que garante um serviço estável de longo prazo de satélites meteorológicos geoestacionários chineses para o sistema de observação global no âmbito da Organização Meteorológica Mundial. Além disso, um conjunto de dados Fengyun-2 rastreável por um período de 20 anos a ser recalibrado com SIRC irá beneficiar as aplicações climáticas adicionais. "
