董欣徐彭梅侯立周

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大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測(cè)儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董欣徐彭梅侯立周

（北京空間機(jī)電研究所，北京 100094）

GF-5衛(wèi)星的大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測(cè)儀是中國(guó)目前光譜分辨率最高的紅外超光譜探測(cè)載荷，它基于時(shí)間調(diào)制傅里葉變換光譜探測(cè)技術(shù)，通過(guò)太陽(yáng)掩星觀測(cè)方式在750~4 160cm–1（2.4~13.3μm）光譜范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光譜分辨率0.03cm–1的大氣透射光譜探測(cè)。該載荷的兩大技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)是高光譜分辨率和自主精密太陽(yáng)跟蹤，采用大光程差擺臂角鏡傅里葉變換光譜儀實(shí)現(xiàn)了紅外寬譜段、高分辨率光譜探測(cè)，研制了圖像反饋太陽(yáng)跟蹤裝置實(shí)現(xiàn)在軌自主精密太陽(yáng)跟蹤。文章回顧了該載荷的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)情況，給出了地面測(cè)試與試驗(yàn)結(jié)果，可為同類載荷研制提供參考。

傅里葉變換光譜儀 甚高光譜分辨率 太陽(yáng)掩星 大氣折射校正 “高分五號(hào)”衛(wèi)星

0 引言

大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測(cè)儀采用時(shí)間調(diào)制傅里葉變換光譜探測(cè)技術(shù)[1-5]，在軌日出期間通過(guò)太陽(yáng)掩星觀測(cè)，在地球大氣層8~100km高度內(nèi)以不同切高分層測(cè)量太陽(yáng)的大氣透射光譜[6-8]。將之與大氣外太陽(yáng)光譜比較后，可得到對(duì)應(yīng)不同切高的大氣透過(guò)率曲線，進(jìn)而根據(jù)不同大氣成分的特征吸收情況反演其在該層大氣中的含量信息。由于所測(cè)光譜譜段范圍寬（750~4 160cm–1）、光譜分辨率高（0.03cm–1），因此可反演出多達(dá)幾十種痕量氣體和大氣化學(xué)成分的含量信息[9-11]，有助于我們更清晰地了解人類賴以生存的大氣環(huán)境的變遷。

探測(cè)儀采用結(jié)構(gòu)緊湊、高魯棒性的擺臂角鏡干涉儀進(jìn)行紅外寬譜段、大光程差干涉調(diào)制，實(shí)現(xiàn)0.03cm–1的光譜分辨率；針對(duì)國(guó)外同類載荷四象限跟蹤技術(shù)無(wú)法有效應(yīng)對(duì)日出時(shí)太陽(yáng)被云霧遮擋的情況，探測(cè)儀首次研制了大規(guī)模圖像反饋太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在軌日出期間的太陽(yáng)精準(zhǔn)跟蹤。本文回顧了探測(cè)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、太陽(yáng)跟蹤策略與大氣折射校正方法、地面測(cè)試與試驗(yàn)情況，可為同類載荷的研制提供參考。

1 探測(cè)儀系統(tǒng)描述

1.1 技術(shù)指標(biāo)

探測(cè)儀搭載于“高分五號(hào)”衛(wèi)星，運(yùn)行于705km的地球太陽(yáng)同步軌道，在軌日出過(guò)程中能自動(dòng)指向捕獲并精確跟蹤太陽(yáng)，將太陽(yáng)輻射穩(wěn)定引入傅里葉變換光譜儀中進(jìn)行精細(xì)光譜測(cè)量。探測(cè)儀主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 探測(cè)儀主要技術(shù)指標(biāo)

Tab.1 Specifications of instrument

1.2 探測(cè)儀系統(tǒng)組成與工作原理

如圖1所示，探測(cè)儀系統(tǒng)由光機(jī)主體、管理控制器、溫度控制器、制冷機(jī)控制器組成。光機(jī)主體內(nèi)主要包括太陽(yáng)跟蹤組件及其控制器、前光學(xué)組件、干涉儀組件、后光學(xué)組件、探測(cè)器杜瓦組件及信號(hào)處理器等。太陽(yáng)跟蹤組件在可見光譜段完成自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤并將太陽(yáng)紅外輻射穩(wěn)定引入干涉儀；干涉儀完成干涉調(diào)制，其中計(jì)量激光器出射的單色穩(wěn)頻激光與紅外光束共光路配置，產(chǎn)生的激光干涉信號(hào)由激光信號(hào)處理器處理生成光程差計(jì)量信號(hào)用于掃描控制；探測(cè)器杜瓦組件及信號(hào)處理器完成干涉圖信號(hào)采集。

圖1 探測(cè)儀系統(tǒng)組成

探測(cè)儀原理光路如圖2所示，太陽(yáng)輻射由二維太陽(yáng)跟蹤反射鏡引入，分色片1將可見光反射至折鏡1，并經(jīng)透鏡成像于太陽(yáng)跟蹤相機(jī)焦面，所成太陽(yáng)圖像用于閉環(huán)太陽(yáng)跟蹤控制；紅外輻射則透過(guò)分色片1進(jìn)入由離軸拋物鏡1和2組成的前光學(xué)組件，在這里設(shè)置孔徑光闌和視場(chǎng)光闌以限制系統(tǒng)有效通光口徑和視場(chǎng)，同時(shí)進(jìn)行5倍光束壓縮；由拋物鏡2出射的紅外準(zhǔn)直光束進(jìn)入8倍光程差放大的擺臂角鏡干涉儀，在分束器處分成反射和透射光束，兩光束分別入射到角鏡1和角鏡2后被回復(fù)反射，然后再經(jīng)過(guò)分束器透射和反射后，分別入射到端鏡不同位置上，由于端鏡是反射鏡并被調(diào)整到與入射光束垂直，因此兩光束沿著來(lái)路原路返回，并最終在分束器原分束位置處相遇產(chǎn)生干涉；干涉光束從端鏡中心孔出射進(jìn)入由拋物鏡3和折鏡2組成的后光學(xué)組件，再經(jīng)探測(cè)器杜瓦窗口入射到分色片2，分色后分別入射到光伏型InSb和MCT探測(cè)器上，產(chǎn)生干涉信號(hào)。

圖2 探測(cè)儀原理光路

2 探測(cè)儀關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

2.1 大光程差擺臂角鏡干涉儀

依據(jù)傅里葉變換光譜儀原理，實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率的關(guān)鍵是完成大光程差干涉調(diào)制。因此針對(duì)探測(cè)儀的極高光譜分辨率指標(biāo)，研制了大光程差擺臂角鏡干涉儀實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)光束的干涉調(diào)制，滿足了系統(tǒng)0.03cm–1光譜分辨率要求。干涉儀光路原理如圖2所示，它主要由分束器和補(bǔ)償器、角鏡和端鏡組成。其中分束器中心部分鍍制紅外分束膜，外環(huán)一邊鍍制紅外增透膜，一邊鍍制反射膜。由于端鏡對(duì)干涉光路的折疊作用，使得光程差相比常規(guī)邁克爾遜干涉儀增加一倍，同時(shí)也從原理上消除了由于角鏡頂點(diǎn)位置相對(duì)分束器不對(duì)稱而引入的光束剪切誤差，使干涉儀對(duì)微振動(dòng)具有很好的免疫能力。干涉儀計(jì)量激光光路設(shè)置在主光路旁邊，與主光束共光路用以實(shí)時(shí)計(jì)量光程差，為干涉儀光程掃描控制系統(tǒng)提供光程差反饋和為信號(hào)鏈干涉圖采樣提供采樣同步信號(hào)。

干涉儀光路設(shè)計(jì)見圖3（a），分束器和補(bǔ)償器采用ZnSe基底，在分束器不同位置分別鍍制紅外寬帶分束膜、反射膜和增透膜，補(bǔ)償器鍍制寬帶增透膜，并且分束器和補(bǔ)償器設(shè)置楔角以避免非分束面的反射光進(jìn)入探測(cè)器；干涉儀光機(jī)組件模裝圖見圖3（b），擺臂長(zhǎng)度120mm，采用十字片簧撓性樞軸在±15°擺動(dòng)角度內(nèi)實(shí)現(xiàn)±25cm的光程差；計(jì)量激光器和計(jì)量激光接收裝置都集成在干涉儀主結(jié)構(gòu)上；擺臂機(jī)構(gòu)由干涉儀鎖定解鎖裝置控制鎖銷插入和拔出完成鎖定和解鎖。

圖3 大光程差擺臂角鏡干涉儀組件

干涉儀控制器采用數(shù)字伺服控制系統(tǒng)控制干涉儀擺臂往復(fù)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)等光程差速度雙邊干涉掃描。控制器利用計(jì)量激光系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)光程差信號(hào)作為反饋輸入，利用運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊并結(jié)合前饋環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了高精度、高魯棒性掃描控制，擺臂掃描速度穩(wěn)定度達(dá)到99.7%。

2.2 圖像反饋太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)

在軌日出期間對(duì)太陽(yáng)精確穩(wěn)定跟蹤是太陽(yáng)掩星載荷正常工作的前提，特別對(duì)于日出初期由于受到大氣折射及云霧遮擋，太陽(yáng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變形甚至分塊的情況，常用的四象限跟蹤技術(shù)由于無(wú)法識(shí)別分塊情況而不能精準(zhǔn)跟蹤其中輻射較強(qiáng)的分塊，也就難以測(cè)得有效的大氣底層的信息，而底層大氣通常更受用戶所關(guān)注。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，探測(cè)儀采用了圖像反饋太陽(yáng)跟蹤技術(shù)，在太陽(yáng)變形和分塊的情況下，可以實(shí)時(shí)識(shí)別并跟蹤輻射較強(qiáng)的分塊，從而最大程度的保證有效觀測(cè)到大氣底層的大氣成分信息。該技術(shù)涉及太陽(yáng)跟蹤策略設(shè)計(jì)、大氣折射校正方法和圖像反饋太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

太陽(yáng)跟蹤組件用于在軌日出時(shí)捕獲并自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，將太陽(yáng)輻射穩(wěn)定地引入傅里葉變換干涉儀中。主要由太陽(yáng)跟蹤器、分色片1及太陽(yáng)跟蹤相機(jī)組成（如圖4所示）。其中，分色片為鍺材料并鍍制分色膜，反射可見光透過(guò)紅外光；太陽(yáng)跟蹤相機(jī)為CMOS相機(jī)，像素規(guī)模512像素×512像素，幀頻25Hz，視場(chǎng)20mrad，約為太陽(yáng)視角的2倍，相機(jī)鏡頭前設(shè)置合適衰減片以滿足動(dòng)態(tài)范圍要求；太陽(yáng)跟蹤器設(shè)計(jì)為內(nèi)外環(huán)轉(zhuǎn)軸正交串聯(lián)構(gòu)型以使內(nèi)外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)解耦，利用內(nèi)環(huán)俯仰外環(huán)偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)跟蹤反射鏡對(duì)太陽(yáng)的二維跟蹤，內(nèi)外環(huán)轉(zhuǎn)軸均采用撓性樞軸，由于樞軸無(wú)摩擦力矩干擾，結(jié)合音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和高精度旋變角度傳感器，可以達(dá)到優(yōu)于25μrad的跟蹤穩(wěn)定度。為滿足發(fā)射段力學(xué)環(huán)境要求，太陽(yáng)跟蹤器上還設(shè)計(jì)了內(nèi)外環(huán)同步全自由度鎖定裝置。鎖定時(shí)，由鎖定電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)4個(gè)傘齒輪，每個(gè)傘齒輪分別驅(qū)動(dòng)各自滾珠絲杠直線導(dǎo)軌帶動(dòng)滑塊和頂桿運(yùn)動(dòng)，4個(gè)頂桿同步穿過(guò)外環(huán)上的鎖孔并頂住內(nèi)環(huán)反射鏡，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外環(huán)4向同步鎖定。

圖4 太陽(yáng)跟蹤器與太陽(yáng)跟蹤相機(jī)

太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)功能見圖5（a）。在軌日出初期，太陽(yáng)跟蹤控制器根據(jù)來(lái)自衛(wèi)星的太陽(yáng)矢量控制太陽(yáng)跟蹤器將探測(cè)儀視軸指向太陽(yáng)，一旦太陽(yáng)跟蹤相機(jī)捕獲太陽(yáng)圖像即自動(dòng)進(jìn)入圖像反饋閉環(huán)跟蹤環(huán)節(jié)，其中太陽(yáng)圖像處理模塊進(jìn)行輻射質(zhì)心提取，然后二維指向控制模塊控制太陽(yáng)跟蹤器將探測(cè)儀視軸指向太陽(yáng)輻射質(zhì)心，并且在太陽(yáng)被云層遮擋分塊時(shí)，圖像處理模塊可以分塊識(shí)別并選擇較強(qiáng)輻射的分塊質(zhì)心坐標(biāo)輸出給二維指向控制模塊進(jìn)行跟蹤指向。圖5（b）是太陽(yáng)跟蹤控制器對(duì)加拿大ACE干涉儀在軌實(shí)測(cè)太陽(yáng)圖像進(jìn)行模擬處理的結(jié)果[12]，表明可以有效識(shí)別、提取變形或分塊的太陽(yáng)輻射質(zhì)心信息。

圖5 圖像反饋太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3 太陽(yáng)跟蹤策略與大氣校正方法

探測(cè)儀在軌日出期間需要自主指向、捕獲和跟蹤太陽(yáng)實(shí)現(xiàn)掩日觀測(cè)?，F(xiàn)實(shí)中，由于大氣折射影響，太陽(yáng)光會(huì)發(fā)生明顯的彎曲，并且越在大氣底層折射越強(qiáng)（如圖6所示），再加上對(duì)流層底層云的遮擋，太陽(yáng)圖像會(huì)出現(xiàn)變形和分塊的現(xiàn)象。因此，對(duì)流層底層尤其值得關(guān)注，制定準(zhǔn)確可靠的太陽(yáng)跟蹤策略是決定掩日觀測(cè)成功的關(guān)鍵因素之一。

圖6 在軌太陽(yáng)掩星觀測(cè)示意

探測(cè)儀的太陽(yáng)跟蹤策略主要包括：

1）星上日出前，太陽(yáng)跟蹤器根據(jù)計(jì)算的大氣最大折射角將探測(cè)儀視軸在主平面（衛(wèi)星、太陽(yáng)和地球質(zhì)心所在的平面）內(nèi)固定指向地平線上方第一縷陽(yáng)光將要出現(xiàn)的位置；

2）星上日出后，根據(jù)衛(wèi)星實(shí)時(shí)廣播的太陽(yáng)矢量計(jì)算并修正大氣折射角，然后以修正后的角度跟蹤指向太陽(yáng)；

3）在上述過(guò)程中，一旦太陽(yáng)跟蹤相機(jī)捕獲太陽(yáng)圖像，即進(jìn)入圖像反饋跟蹤模式，同時(shí)仍然同步計(jì)算步驟2的指向角作為參考以便在太陽(yáng)被濃云遮擋的時(shí)候進(jìn)行跟蹤指向；

4）直到掩日路徑超出大氣層100km后，持續(xù)一段時(shí)間跟蹤觀測(cè)大氣外的太陽(yáng)輻射，然后停止，再進(jìn)行一段時(shí)間的深空觀測(cè)后結(jié)束流程。

太陽(yáng)跟蹤器在光機(jī)主體中的安裝位置如圖7（a）所示，太陽(yáng)矢量和太陽(yáng)跟蹤器內(nèi)環(huán)俯仰角及外環(huán)偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系如圖7（b）所示。太陽(yáng)跟蹤器指向鏡基座轉(zhuǎn)軸與衛(wèi)星本體軸重合，出射光與衛(wèi)星本體–軸重合，軸由右手法則確定。為指向鏡的法向矢量，為指向鏡法線在平面的投影，為出射光線矢量，為太陽(yáng)矢量，則、分別為繞軸和軸的轉(zhuǎn)角，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向由圖7（b）定義。

圖7 太陽(yáng)跟蹤器坐標(biāo)定義

由于整個(gè)掩日過(guò)程都發(fā)生在由衛(wèi)星、地球和太陽(yáng)質(zhì)心所決定的主平面內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)大氣對(duì)太陽(yáng)光的折射也只發(fā)生于主平面內(nèi)，因此對(duì)大氣折射的補(bǔ)償只需對(duì)太陽(yáng)矢量與軸的夾角進(jìn)行修正即可。

大氣折射校正計(jì)算過(guò)程如下：

設(shè)太陽(yáng)矢量與、、軸的夾角分別為θ，θ，θ，則補(bǔ)償折射角度后新的太陽(yáng)矢量可表示為

根據(jù)圖7（b），儀器光軸矢量可以表示為

太陽(yáng)跟蹤器指向鏡的法向矢量為歸一化的太陽(yáng)矢量與儀器光軸矢量的矢量和，即

則太陽(yáng)跟蹤器內(nèi)環(huán)俯仰角為

太陽(yáng)跟蹤器外環(huán)偏轉(zhuǎn)角為

3 試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

（1）光譜分辨率測(cè)試結(jié)果

利用窄線寬穩(wěn)頻激光器對(duì)探測(cè)儀光譜分辨率進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見圖8，光譜分辨率為0.243cm–1，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖8 光譜分辨率測(cè)試結(jié)果

（2）實(shí)驗(yàn)室黑體測(cè)試結(jié)果

1 000K黑體作為光源在實(shí)驗(yàn)室大氣環(huán)境下的光譜測(cè)試結(jié)果見如圖9所示，圖中光譜沒有經(jīng)過(guò)輻射校正，縱軸代表未定標(biāo)輻亮度值，綠色線型代表長(zhǎng)波譜段（750~1 800cm–1），紫色代表中波譜段（1 800~4 160cm–1），可看出大氣吸收譜段存在明顯的大氣吸收線，而沒有吸收線的則為大氣透過(guò)窗口。

圖9 黑體光譜測(cè)試結(jié)果

（3）外景太陽(yáng)跟蹤測(cè)試結(jié)果

探測(cè)儀進(jìn)行了外景太陽(yáng)跟蹤成像試驗(yàn)，所測(cè)太陽(yáng)光譜見圖10。圖中光譜沒有經(jīng)過(guò)輻射校正，紫色線代表長(zhǎng)波譜段（750~1 800cm–1），藍(lán)色線代表中波譜段（1 800~4 160cm–1），可看出由于大氣路徑長(zhǎng)，大氣吸收譜段幾乎被徹底吸收，而大氣窗口譜段則蘊(yùn)含異常豐富的大氣吸收線。根據(jù)不同氣體分子的吸收特征及吸收程度的不同可以反演出其含量信息。

圖10 外景太陽(yáng)光譜輻亮度測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

大氣環(huán)境紅外甚高光譜分辨率探測(cè)儀是我國(guó)第一個(gè)星載高光譜掩星載荷，也是目前我國(guó)光譜分辨率最高的紅外光譜探測(cè)載荷。在軌日出期間自主跟蹤太陽(yáng)實(shí)現(xiàn)掩日觀測(cè)，所測(cè)高分辨率光譜用于反演大氣層垂直方向大氣精細(xì)成分和痕量氣體濃度。本文介紹了探測(cè)儀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)情況，同時(shí)詳細(xì)闡述了探測(cè)儀的太陽(yáng)跟蹤策略和大氣折射修正方法，給出了主要的試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，對(duì)于星載高光譜或掩日觀測(cè)載荷設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有參考意義。

[1] 巫曉麗, 范東棟, 王平. 空間大氣成分探測(cè)傅里葉變換紅外光譜儀[J]. 航天返回與遙感, 2007, 28(2): 15-20. WU Xiaoli, FAN Dongdong, WANG Ping. Fourier-Transform Infrared Spectrometer for Space Atmospheric Component Detecting[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2007, 28(2): 15-20. (in Chinese)

[2] GRIFFITHS P R, DE HASETH J A. Fourier Transform Infrared Spectrometry[M]. New Jersey: John Wiley & Sons. Inc., 2007: 161-175.

[3] POULIN R, DUTIL Y, LANTAGNE S, et al. Characterization of the ACE-FTS Instrument Line Shape[J]. Proceedings of SPIE, 2003, 5151: 166-172.

[4] SOUCY M-A, CHATEAUNEUF F, DEUTSCH C, et al. ACE-FTS Instrument Detailed Design[J]. Proceedings of SPIE, 2002, 4814: 70-81.

[5] CHATEAUNEUF F, FORTIN S, FRIGON C, et al. ACE-FTS Test Results and Performances[J]. Proceedings of SPIE, 2002, 4814: 82-90.

[6] BURROWS J P, PLATT U, BORRELL P. The Remote Sensing of Tropospheric Composition From Space[M]. Heidelberg: Spring Verlag, 2011: 15-18.

[7] HASE F, BLUMENSTOCK T, PATON-WALSH C. Analysis of Instrumental Line Shape of High-resolution FTIR Spectrometers Using Gas Cell Measurements and a New Retrieval Software[J]. Applied Optics, 1999, 38: 3417-3422.

[8] BOONE C, BERNATH P. Scisat-1 Mission Overview and Status[J]. Proceedings of SPIE, 2003, 5151: 133-142.

[9] PUCKRIN E, WAYNE E, FERGUSON C, et al. Test Measurements with the ACE FTS Instrument Using Gases in a Cell[J]. Proceedings of SPIE, 2003, 5151: 192-200.

[10] BOONE C, NASSAR R, MCLEOD S D, et al. SciSat-1 Retrieval Results[J]. Proceedings of SPIE, 2003, 5542: 184-194.

[11] GILBERT K L, TURNBULL D N, WALKER K, et al. The Onboard Imagers for the Canadian ACE SCISAT-1 Mission[J]. Journal of Geophysical Research, 2007, 112: D12207-1-12.

[12] DODION J, FUSSEN D, VANHELLEMONT F, et al. Cloud Detection in the Upper Troposphere-lower Stratosphere Region Via ACE Imagers: a Qualitative Study[J]. Journal of Geophysical Research, 2007, 112: D03208-1-7

Design and Implementation of Atmospheric Infrared Ultra-spectral Sounder

DONG Xin XU Pengmei HOU Lizhou

（Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China）

As a spaceborne spectrometer with the highest spectral resolution so far in china, the Atmospheric Infrared Ultra-spectral Sounder（AIUS） on board GF-5 satellite is based on temporal Fourier Transform Spectrometer technology, which covers spectral range of 750~4 160 cm-1（2.4~13.3 μm）and archives spectral resolution of 0.03 cm-1. The technical difficulties and features of the payload include high spectral resolution spectroscopy and autonomous precise sun-tracking. The high spectral resolution has been achieved by making use of scan-arm corner cube Fourier Transform Spectrometer with large optical path difference, and autonomous precise sun-tracking has been carried out via sun-tracker with image feedback. This paper reviews the development situation of AIUS, including system design, key technologies and their implementation, the on-orbit sun-tracking strategy is also described as well as the atmospheric refraction correction, the related information would be helpful for system design of hyperspectral Fourier Transform Spectrometer or solar occultation payload.

spaceborne fourier transform spectrometer; ultra-spectral resolution; solar occultation; atmospheric refraction correction; GF-5 satellite

V447+.1

A

1009-8518(2018)03-0029-09

10.3969/j.issn.1009-8518.2018.03.004

董欣，男，1981年生，2003年獲南京理工大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)學(xué)士學(xué)位，高級(jí)工程師。研究方向?yàn)榧t外系統(tǒng)技術(shù)。E-mail：dongxin991221@icloud.com。

2018-04-27

國(guó)家重大科技專項(xiàng)工程

（編輯：夏淑密）