超光譜空間干涉數據切趾函數與信噪比關系研究

李志偉，施海亮，羅海燕，熊 偉*

1. 中國科學院安徽光學精密機械研究所，安徽 合肥 230031 2. 中國科學院通用光學定標與表征技術重點實驗室，安徽 合肥 230031

引 言

干涉光譜技術具有光譜分辨率高、光通量大和寬光譜范圍覆蓋等優點，通過搭載衛星平臺實現全球覆蓋能夠有效獲取氣體分子光譜，反演大氣成分及濃度分布，是了解大氣循環、光化學過程、氣候變遷的重要手段，同時在天文探測、地物勘察等領域應用也是當前研究熱點[1-4]。

干涉儀對有限光程差的數據采樣導致復原光譜出現旁瓣振蕩，因此在干涉數據的處理過程中常常采用切趾函數抑制頻率泄露。切趾函數應用最初是為了保持干涉型光譜儀光譜平滑變化且與其他分光類型光譜儀輸出光譜一致。但是譜平滑的代價是光譜半高寬的展寬和頻域能量分布形式的變化，這些變化并沒有直接體現在最終的數據測量精度上。當前國際大氣成分探測干涉載荷地面數據處理系統正常默認不進行切趾處理[5-6]，切趾函數對反演過程和反演結果穩定性分析表明切趾并不會改進反演精度[7-8]。

空間外差光譜技術作為新型靜態干涉分光技術，由于其諸多技術優點在國內外引起廣泛關注，中科院安光所致力于基于空間外差光譜技術的大氣遙感探測研究，目前已經成功研制出用于大氣CO2探測的樣機[10]。信噪比是干涉光譜儀的核心指標之一，在一定程度上決定了儀器探測能力，而切趾作為干涉數據到光譜域轉換處理方法除了改變光譜分辨率以外，必然對光譜數據信噪比造成影響。……