En SBRC, la capacidad de respuesta de un sensor de infrarrojos se mide como una caja negra para obtener toda su salida al ver la radiación de una fuente (es decir, un cuerpo negro). En cambio, en SIRC, la capacidad de respuesta de un sensor BLIP completo o al menos de cerca, que puede ser satisfecho por la mayoría de los sensores a bordo, se calcula modelando la relación entre la radiación de fondo incidente y su capacidad de respuesta. En esencia, SBRC es un método basado en mediciones, mientras que SIRC es un método basado en modelos. Particularmente, la responsividad aquí simplemente se refiere al componente lineal de toda la relación entre DN y radiancia ilustrada anteriormente. Crédito:Qiang Guo, Fuchun Chen, Xiangyang Li, Boyang Chen, Xin Wang, Guilin Chen, y Caiying Wei
La calibración radiométrica (RC) garantiza mediciones de sensores fotónicos infrarrojos con cierta precisión, donde una fuente de radiación tradicional introducirá incertidumbres inesperadas para la degradación. Para superar tal limitación, Un científico en China propuso un principio original de RC independiente de la fuente (SIRC) modelando la radiación de fondo incidente en los detectores de HgCdTe fotoconductores y fotovoltaicos, respectivamente. SIRC garantizará un servicio estable a largo plazo de los satélites meteorológicos geoestacionarios chinos y beneficiará a la futura constelación de microsatélites infrarrojos para aplicaciones climáticas.
Para garantizar mediciones de sensores fotónicos infrarrojos (IR) con cierta precisión, La calibración radiométrica (RC) se implementa para determinar la capacidad de respuesta radiométrica del sensor y, por lo general, se resuelve comparándola con alguna fuente de radiación (es decir, cuerpo negro). llamado RC basado en fuente (SBRC). El método SBRC proporciona una forma de calibración razonable, donde el sensor objetivo se mide como una caja negra para obtener su salida completa al ver la radiación incidente de una fuente. Sin embargo, hay tres limitaciones intrínsecas principales en el diseño, aspectos de fabricación y aplicación de SBRC respectivamente. Primeramente, Dado que algunas características no ideales de una fuente (es decir, la emisividad de un cuerpo negro disponible es absolutamente menor que la unidad) existen en la naturaleza, la incertidumbre adicional de dicha fuente a los resultados finales de la calibración es inevitable. En segundo lugar, Difícilmente se puede garantizar que un cuerpo negro bien calificado junto con algún conjunto relevante estén equipados para todos los sensores IR, particularmente para aquellos a bordo de las populares plataformas de microsatélites. Finalmente, diversas fuentes traerán dificultades adicionales para unificar los costos de trazabilidad para diferentes sensores, lo cual es inaceptable para las investigaciones actuales sobre el clima y el cambio climático.
En un nuevo artículo publicado en Luz:ciencia y aplicaciones , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Qiang Guo del Centro Meteorológico Nacional por Satélite, Administración Meteorológica de China, Porcelana, y compañeros de trabajo del Instituto de Física Técnica de Shanghai, La Academia de Ciencias de China ha propuesto un principio de RC independiente de la fuente original (SIRC) basado en el modelado en lugar de comparar para SBRC, donde la radiación de fondo incidente al detector, como factor dominado que influye en las características de respuesta de un sensor fotónico, está modelado para implementar RC para dos tipos fundamentales (fotoconductores y fotovoltaicos) de detectores fotónicos de HgCdTe. El SIRC simplemente requiere la información de temperatura de los componentes principales de un sensor que no sea una fuente compleja y su ensamblaje, y proporciona una forma rastreable a costos de incertidumbre más bajos en relación con el SBRC tradicional.
a, Sesgos mensuales de las bandas FY-2G VISSR IR1-IR3 con el método IBBC. B, Sesgos mensuales de las bandas FY-2G VISSR IR1-IR3 con el método SIRC. C, Gráficos de dispersión de las observaciones colocadas entre la banda FY-2G IR1 e IASI con el método IBBC. D, Gráficos de dispersión de las observaciones colocadas entre la banda FY-2G IR1 e IASI con el método SIRC. Crédito:Qiang Guo, Fuchun Chen, Xiangyang Li, Boyang Chen, Xin Wang, Guilin Chen, y Caiying Wei
En esencia, las características de la respuesta calibrada del sensor son independientes de dicha fuente conocida y controlada (por ejemplo, cuerpo negro para un sensor de infrarrojos), lo que implica que podemos obtenerlos de otras formas, p.ej. modelado con los factores de impacto dominantes, en lugar del tradicional mediante la medición con una fuente. Estos científicos resumen el principio operativo de SIRC:
"Proponemos el principio SIRC que establece una nueva metodología para calibrar un sensor fotónico infrarrojo modelando la relación entre la radiación de fondo incidente y su capacidad de respuesta para los detectores fotónicos IR disponibles, particularmente para la utilización del espacio. Los principales defectos y limitaciones de SBRC se superan por completo en SIRC, p.ej. sin incertidumbre adicional de la fuente, sin una fuente compleja o su montaje para ser equipado, y fácil de rastrear con cierta información de temperatura medida para proporcionar mediciones más confiables de un sensor ".
"Se espera que el principio SIRC propuesto establezca una solución completamente nueva tanto para el diseño como para el desarrollo de un sensor fotónico IR espacial, así como su correspondiente procesamiento de calibración radiométrica en tierra, y beneficiar particularmente la precisión de la medición de infrarrojos de la constelación de microsatélites de una manera más aplicable ".
"El SIRC se está implementando en los satélites Fengyun-2 (FY-2G y FY-2F) desde 2019, que garantiza un servicio estable a largo plazo de los satélites meteorológicos geoestacionarios chinos para el sistema de observación global en el marco de la Organización Meteorológica Mundial. Es más, un conjunto de datos Fengyun-2 rastreable durante un período de 20 años que se volverá a calibrar con SIRC beneficiará a otras aplicaciones climáticas ".
