Dans SBRC, la réactivité d'un capteur IR est mesurée comme une boîte noire pour obtenir toute sa sortie lors de la visualisation du rayonnement d'une source (c'est-à-dire un corps noir). Inversement, au CSARS, la réactivité d'un capteur BLIP plein ou au moins rapproché, ce qui peut être satisfait par la plupart des capteurs embarqués, est calculé en modélisant la relation entre le rayonnement de fond incident et sa réactivité. En substance, SBRC est une méthode basée sur la mesure tandis que SIRC est une méthode basée sur la modélisation. Particulièrement, la réceptivité ici se réfère simplement à la composante linéaire de l'ensemble de la relation entre le DN et la radiance illustrée ci-dessus. Crédit :Qiang Guo, Fuchun Chen, Xiangyang Li, Boyang Chen, Xin Wang, Guilin Chen, et Caiying Wei
L'étalonnage radiométrique (RC) garantit les mesures des capteurs photoniques infrarouges avec une certaine précision, où une source de rayonnement traditionnelle introduira des incertitudes inattendues pour la dégradation. Pour surmonter une telle limitation, Un scientifique en Chine a proposé un principe original de RC indépendant de la source (SIRC) en modélisant le rayonnement de fond incident aux détecteurs HgCdTe photoconducteurs et photovoltaïques, respectivement. Le SIRC assurera un service stable à long terme des satellites météorologiques géostationnaires chinois et profitera à la future constellation de micro-satellites infrarouges pour les applications climatiques.
Pour garantir des mesures à partir de capteurs photoniques infrarouges (IR) avec une certaine précision, l'étalonnage radiométrique (RC) est mis en œuvre pour déterminer la réactivité radiométrique du capteur et généralement être résolu en comparant avec une source de rayonnement (c'est-à-dire corps noir), appelé RC basé sur la source (SBRC). La méthode SBRC fournit un moyen d'étalonnage raisonnable, où le capteur ciblé est mesuré comme une boîte noire pour obtenir toute sa sortie lors de la visualisation du rayonnement incident d'une source. Cependant, il y a trois principales limitations intrinsèques dans la conception, aspects de fabrication et d'application pour SBRC respectivement. Premièrement, puisque certaines caractéristiques non idéales d'une source (c'est-à-dire que l'émissivité d'un corps noir disponible est absolument inférieure à l'unité) existent dans la nature, l'incertitude supplémentaire d'une telle source sur les résultats d'étalonnage ultimes est inévitable. Deuxièmement, il n'est guère garanti qu'un corps noir bien qualifié ainsi qu'un ensemble approprié soient équipés pour tous les capteurs IR, en particulier pour ceux à bord des plates-formes micro-satellites populaires. Finalement, des sources diverses apporteront des difficultés supplémentaires pour unifier les coûts de traçabilité pour différents capteurs, ce qui est inacceptable pour les recherches actuelles sur le climat et le changement climatique.
Dans un nouvel article publié dans Lumière :science et applications , une équipe de scientifiques, dirigé par le professeur Qiang Guo du National Satellite Meteorological Center, Administration météorologique chinoise, Chine, et des collègues de l'Institut de physique technique de Shanghai, L'Académie chinoise des sciences a proposé un principe original de RC indépendant de la source (SIRC) basé sur la modélisation au lieu de comparer pour SBRC, où le rayonnement de fond incident au détecteur, en tant que facteur dominant influençant les caractéristiques de réactivité d'un capteur photonique, est modélisé pour mettre en œuvre la RC pour les deux types fondamentaux (photoconducteur et photovoltaïque) de détecteurs photoniques HgCdTe. Le SIRC requiert simplement les informations de température des principaux composants d'un capteur autre qu'une source complexe et son assemblage, et fournit un moyen traçable à des coûts d'incertitude inférieurs par rapport au SBRC traditionnel.
une, Biais mensuels des bandes FY-2G VISSR IR1-IR3 avec la méthode IBBC. b, Biais mensuels des bandes FY-2G VISSR IR1-IR3 avec la méthode SIRC. c, Diagrammes de dispersion des observations colocalisées entre la bande FY-2G IR1 et IASI avec la méthode IBBC. ré, Diagrammes de dispersion des observations colocalisées entre la bande FY-2G IR1 et IASI avec la méthode SIRC. Crédit :Qiang Guo, Fuchun Chen, Xiangyang Li, Boyang Chen, Xin Wang, Guilin Chen, et Caiying Wei
En substance, les caractéristiques de la réponse calibrée du capteur sont indépendantes d'une telle source connue et contrôlée (ex :corps noir pour un capteur IR), ce qui implique que nous pouvons les obtenir par d'autres moyens, par exemple. modélisation avec les facteurs d'impact dominants, au lieu de la traditionnelle en utilisant la mesure avec une source. Ces scientifiques résument le principe opérationnel du SIRC :
"Nous proposons le principe SIRC qui établit une nouvelle méthodologie pour calibrer un capteur photonique infrarouge en modélisant la relation entre le rayonnement de fond incident et sa réactivité pour les détecteurs photoniques IR disponibles, notamment pour l'utilisation de l'espace. Les principaux défauts et limitations de SBRC sont complètement surmontés dans SIRC, par exemple. sans incertitude supplémentaire de la source, sans source complexe ni son assemblage à équiper, et facile d'être traçable avec certaines informations de température mesurées pour fournir des mesures plus fiables à partir d'un capteur."
"Le principe SIRC proposé devrait mettre en place une toute nouvelle solution pour la conception et le développement d'un capteur photonique IR spatial ainsi que son traitement d'étalonnage radiométrique correspondant au sol, et profiter particulièrement de la précision de la mesure IR de la constellation de micro-satellites d'une manière plus applicable."
"Le SIRC est mis en œuvre dans les satellites Fengyun-2 (FY-2G et FY-2F) depuis 2019, qui assure un service stable à long terme des satellites météorologiques géostationnaires chinois pour le système mondial d'observation dans le cadre de l'Organisation météorologique mondiale. De plus, un ensemble de données traçables Fengyun-2 sur une période de 20 ans à recalibrer avec le SIRC profitera aux autres applications climatiques. »
