中国二氧化碳科学实验卫星高光谱探测仪光谱指标影响分析及优化方案  

Optimization of the instrument configuration for TanSat CO_2 spectrometer

作　　者：刘毅[1] 蔡兆男[1] 杨东旭[1] 段民征[1] 吕达仁[1] 

机构地区：[1]中国科学院大气物理研究所,中层大气与全球环境探测重点实验室,北京100029

出　　处：《科学通报》2013年第27期2787-2789,共3页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家高技术研究发展计划重大项目(2011AA12A104);中国科学院战略性先导科技专项(XDA05040200)资助

摘　　要：中国第一颗二氧化碳科学试验卫星(碳卫星:TanSat)将搭载高光谱分辨率的光栅光谱仪.信噪比、光谱分辨率、光谱范围和光谱采样频率是决定卫星遥感监测大气二氧化碳精度的核心指标.利用中国科学院大气物理研究所自主研发的碳卫星仪器指标模拟分析系统和短波红外反演算法,分析和论证了碳卫星二氧化碳探测仪的光谱指标对二氧化碳柱平均混合比(XCO2)反演精度的影响,并利用GOSAT卫星观测数据进行了XCO2的反演试验.研究表明,低光谱采样频率主要影响二氧化碳弱吸收带(1.61 m)观测精度,可以造成XCO2反演误差达到1 ppm(1 ppm=1 L L 1).通过降低光谱分辨率,将光谱采样频率提高至2.0以上可以有效降低采样频率的影响,为提高中国碳卫星的观测精度奠定了理论基础.The spectral resolution and spectral sampling rate are critical for the design of hyperspectral spectrometer for CO2 observation satellite. From the original configuration of TanSat spectrometer, it has been found that the spectral sampling rate was too low to keep the high precision of spectral observation in CO2 1.61 μm absorption band, for there were undersampling problems in the CO2 1.61 μm-band. The CO2 dry-air column （XCO2） error due to spectral undersampling could be up to ~1 ppm （1 ppm=1 μL L-1）. Reduction of spectral resolution could improve spectral sampling rate with little changes in CO2 retrieval sensitivity. It was also helpful to increase the signal-to-noise ratio of the instrument.

关 键 词：碳卫星 二氧化碳 指标优化 卫星遥感 

分 类 号：TH744.1[机械工程—光学工程]