风云四号B星干涉式红外探测仪发射前辐射定标.docx
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2023-02-23
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干涉式红外探测仪(GIIRS)是我国地球静止轨道气象卫星风云四号 B 星的主要载荷,可观测
大气上行红外高光谱辐射,因此可应用于大气温湿度廓线反演和数值天气预报模型同化。为
了预测 GIIRS 在发射后的工作性能,于发射前在地面试验室热真空环境中采用黑体定标试验
的方法,对仪器辐射性能进行了测试,测试的性能包括仪器灵敏度、辐射定标精度和动态观
测范围。其中,长波红外通道的噪声等效辐射方差低于 0.5 mW/(m
2
·sr·cm
-1
),中波红外通道
的噪声等效辐射方差低于 0.1 mW/(m
2
·sr·cm
-1
),两者均达到灵敏度设计指标。在辐射定标
方面,经过非线性校正,长波光谱的平均定标偏差从 1 K 减小到 0.2 K,且在 220~315 K 观测
范围内达到 0.7 K 的设计指标;仪器在中波通道观测低温目标时受噪声影响较大,但在
260~315 K 的动态范围内,定标偏差也能够达到 0.7 K 的指标要求。
Abstract
The geostationary interferometric infrared sounder (GIIRS) is a key payload on the
geostationary FengYun-4B meteorological satellite of China. Because the GIIRS can
measure atmospheric upwelling hyperspectral infrared radiance, it can be used to
retrieve atmospheric temperature and humidity profiles and can also be applied to
numerical weather prediction models. For the prediction of GIIRS’ post-launch
performance, a series of blackbody calibration experiments are performed before launch
in a laboratory thermal vacuum tank in a ground laboratory to test the radiometric
performances of the instrument, including sounder sensitivity, radiometric calibration
accuracy, and dynamic observation range. The noise equivalent differential radiance
(NEdR) in the long-wave infrared (LWIR) band is less than 0.5 mW/(m
2
·sr·cm
-1
), and
that in the mid-wave infrared (MWIR) band is less than 0.1 mW/(m
2
·sr·cm
-1
). Both
NEdRs meet the sensitivity design requirements. As for the radiometric calibration, the
average calibration difference in the LWIR band is improved from 1 K to 0.2 K after the
nonlinearity correction. In addition, in the observation range of 220--315 K, the calibration
differences meet the design requirement of 0.7 K. The MWIR band is susceptible to noise
when the instrument is used to observe low-temperature targets. Nevertheless, the
calibration differences also meet the 0.7 K index requirement in the dynamic range of
260--315 K.
1 引言
2021 年 6 月 3 日风云四号 02 星成功发射,并于 6 月 10 日成功定点在东经 123.5°赤道上空
的地球静止轨道,随后该卫星被正式命名为风云四号 B 星(FY-4B)。干涉式红外探测仪
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