Spacecraft Recovery & Remote Sensing, Volume. 46, Issue 2, 49(2025)
Design and Implementation of New Generation Ocean Color and Temperature Scanner System
Figures & Tables(16)
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Table 1. The main technical parameters of COCTS2
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项目名称 技术指标 谱段范围/μm B1：0.350~0.370；B2：0.375~0.395；B3：0.402~0.422；B4：0.433~0.453；B5：0.480~0.500； B6：0.510~0.530；B7：0.555~0.575；B8：0.6125~0.6275；B9：0.6575~0.6725； B10：0.6735~0.6885；B11：0.695~0.715；B12：0.734~0.754；B13：0.845~0.885； B14：1.225~1.265；B15：1.60~1.68；B16：3.645~3.835；B17：10.3~11.3；B18：11.5~12.5 空间分辨率/m ≤500（星下点） 刈幅宽度/km ≥ 3000 信噪比 ≥ 1000 （水色波段）噪声等效温差/K B16：≤0.15；B17：≤0.1；B18：≤0.1 地面辐射定标精度 B1~B15：≤5%；B16~B18：≤0.5 K 星上太阳定标精度 不确定度≤2%（B1~B15波段） 杂光系数/% ≤1（B1~B15波段） 偏振灵敏度/% ≤1.5（星下点−20°~20°）；≤3（星下点−57°~57°）
Table 2. Spectrum test results of COCTS2
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波段编号 指标要求 测试结果 中心波长/nm 带宽/nm 中心波长/nm 带宽/nm B1 360±2 20±2 361.25 18.50 B2 385±2 20±2 386.75 19.50 B3 412±2 20±2 410.75 19.50 B4 443±2 20±2 442.00 21.00 B5 490±2 20±2 490.25 21.50 B6 520±2 20±2 519.50 22.00 B7 565±2 20±2 563.00 19.00 B8 620±1.5 15±1.5 619.00 15.00 B9 665±1.5 15±1.5 664.25 16.50 B10 681±1.5 15±1.5 681.00 16.00 B11 705±2 20±2 705.50 22.00 B12 744±2 20±2 743.75 19.50 B13 865±4 40±4 865.25 42.50 B14 1245±4 40±4 1244.75 37.50 B15 1640±8 80±8 1640.50 79.00 B16 3740±19 190±19 3744.50 187.00 B17 10800 ±501000 ±10010807.00 1050.00 B18 12000 ±501000 ±10012032.00 1040.00
Table 3. Test results of system SNR and NETD
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谱段 典型辐亮度/(mW·cm−2·μm−1·sr−1) SNR/NETD 谱段 典型辐亮度/(mW·cm−2·μm−1·sr−1) SNR/NETD 指标 要求 测试值 指标 要求 测试值 B1 7.46 ≥ 1000 1039.69 B10 1.45 ≥ 1400 1582.95 B2 7.22 ≥ 1000 1497.95 B11 1.19 ≥ 1000 1289.15 B3 7.82 ≥ 1000 1069.92 B12 1.12 ≥400 466.75 B4 7.02 ≥ 1000 1069.02 B13 0.45 ≥600 860.89 B5 5.31 ≥ 1000 1253.71 B14 0.15 ≥250 295.49 B6 4.58 ≥ 1000 1062.18 B15 0.088 ≥180 452.10 B7 3.39 ≥ 1000 1043.65 B16 300 K ≤0.15 K 0.028 K B8 2.00 ≥ 1000 1343.26 B17 300 K ≤0.1 K 0.065 K B9 1.60 ≥ 1000 1373.46 B18 300 K ≤0.1 K 0.079 K
Table 4. Uncertainty estimation of radiometric calibration in ground-based laboratory
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B1~B15波段 B16~B18波段 误差源 误差值/% 误差源 误差值/% B1~B2 B3~B13 B14~B15 积分球辐亮度标定 4.00 3.00 4.00 面源黑体温度标定 0.15 积分球面均匀性 0.50 0.50 0.50 面源黑体温度均匀性 0.15 积分球辐亮度稳定性 0.50 0.50 0.50 面源黑体发射率 0.40 积分球角均匀性 0.50 0.50 0.50 相机红外响应稳定性 0.30 相机响应稳定性 0.50 0.50 0.50 其他（非线性、量化误差、杂散辐射等） 1.00 相机杂散光 0.98 0.98 0.98 总不确定度 1.14（折算温度0.45 K） 其他（非线性、量化误差等） 1.00 1.00 1.80 总不确定度 4.35 3.46 4.60
Table 5. Solar calibration accuracy onboard
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% 误差项 定标精度 B1~B2 B3~B13 B14~B15 太阳辐照度不确定性 1.00 1.00 1.00 漫反射板BRDF测量不确定性 0.99 0.56 0.99 漫反射板面非均匀性 0.49 0.49 0.49 衰减屏透过率测量不确定性 0.48 0.48 0.48 参考板衰减不确定性 0.50 0.20 0.20 入射角度不一致误差 0.20 0.20 0.20 定标图像不稳定性误差 0.60 0.60 0.60 杂散光 0.66 0.56 0.63 其他（系统非线性、量化误差等） 0.50 0.50 0.50 星上定标不确定度 1.95 1.67 1.88
Table 6. Domestic and worldwide comparison of technical indexes of related payloads
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指标名称 “海洋一号” C/D星 COCTS 新一代海洋水色观测卫星COCTS2 美国Terra MODIS 美国NPOESS VIIRS 轨道高度/km 782 782 705 833 空间分辨率/m 1 100 500 250 ；500 ； 1000 375；750 幅宽/km 3 000 3 000 2 330 3 000 谱段范围/μm 0.402~12.5 0.35~12.5 0.407~14.385 0.4~12.5 谱段数量 10 18 36 22 谱段分配 VIS：8谱段； TIR：2谱段 UV/VIS：8谱段； VIS/NIR：5谱段； SWIR：2谱段； MWIR/TIR：3谱段 VIS/NIR：19谱段； SWIR/MWIR/TIR：17谱段 VIS/NIR：9谱段；SWIR/MWIR：8谱段； TIR：4谱段； DNB：1谱段 SNR/NETD VIS：500； NIR：400； TIR：0.2 K UV/VIS： 1000 ~1400 ；NIR：600； SWIR：180~250； MWIR/TIR：0.1~0.15 K VIR/NIR/SWIR：57~1087； MWIR/TIR：0.05~5.0 K VIS/NIR：164~739； SWIR：122~463； MWIR：0.058~0.549 K； TIR：0.029~0.414 K 杂光系数/% ≤3 ≤1 ≤1 — 偏振灵敏度/% ≤2.5（星下点−20º~20º，波长402~885 nm）； ≤3.5（星下点−57º~57º，波长402~885 nm） ≤1.5（星下点−20º~20º，波长402~ 1680 nm）；≤3（星下点−57º~57º， 波长402~ 1680 nm）≤2 （波长430~ 2200 nm）≤3（星下点−45°~45°， 波长402~885 nm）
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Ting YANG, Pengmei XU, Zhihong FU, Pengfei DUAN, Sheng LI, Bin HU, Jingyi WANG, Keli ZHANG. Design and Implementation of New Generation Ocean Color and Temperature Scanner System[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2025, 46(2): 49
Paper Information
Category: Remote Sensing System Design Technology
Received: Oct. 9, 2024
Accepted: Oct. 9, 2024
Published Online: May. 23, 2025
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