● 摘要
遥感实验场的出现促进了遥感技术在地质勘探领域的发展，但在遥感数据获取过程中同步测量的参数不全面，导致获得的数据质量受到一定的影响。建立与野外实验场对应的室内遥感半实物仿真系统，可以在目标、环境和观测仪器均可控可知的条件下获取遥感数据，补充野外实验场数据信息。本文面向地质矿产应用，对光学遥感室内半实物仿真系统中400nm-2500nm的天空光模拟技术进行研究。论文首先在对天空光形成机理研究的基础上，利用MODTRAN（MODerate spectral resolution atmospheric TRANsmittance algorithm and computer model）辐射传输模型对天空光照明特性进行仿真计算，以太阳辐射模拟技术为参考，分析了天空光模拟需要实现的功能和参数要求。其次，提出了一种基于半球形光源阵列的天空光照明特性模拟方法。使用金属卤化物灯作为天空光的模拟光源，设计使用光谱补偿和光谱滤光相结合的方法分段实现了400nm-2500nm范围内的天空光光谱特性模拟，并使用Light tools光学设计软件对光源阵列进行了建模和照明计算。最后，建立并测试光源阵列的实物模型，对模拟方案进行了可行性验证。结果表明本文设计的天空光模拟方案能够有效地完成对天空光辐照特性和光谱特性的模拟，可满足：1）辐照不均匀度小于10%；2）辐照不稳定度小于1%/h；3）光谱失配误差小于35%，可配合太阳模拟器完成遥感照明环境的模拟，服务于光学遥感室内半实物仿真系统的研究。