[go: up one dir, main page]

CN114965281B - 用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置 - Google Patents

用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114965281B
CN114965281B CN202210902039.7A CN202210902039A CN114965281B CN 114965281 B CN114965281 B CN 114965281B CN 202210902039 A CN202210902039 A CN 202210902039A CN 114965281 B CN114965281 B CN 114965281B
Authority
CN
China
Prior art keywords
preset
spectrum
induced breakdown
target laser
determining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210902039.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114965281A (zh
Inventor
张毅重
任鑫
陈朝鹏
罗雨轩
刘建军
李春来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Astronomical Observatories of CAS
Original Assignee
National Astronomical Observatories of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Astronomical Observatories of CAS filed Critical National Astronomical Observatories of CAS
Priority to CN202210902039.7A priority Critical patent/CN114965281B/zh
Publication of CN114965281A publication Critical patent/CN114965281A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114965281B publication Critical patent/CN114965281B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/127—Calibration; base line adjustment; drift compensation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置。该用于火星表面成分探测仪的波长修正方法包括：根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；根据预设拟合函数、多个预定校准线漂移量和多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及根据预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。

Description

用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置
技术领域
本发明涉及光电探测技术领域，更具体地涉及一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置。
背景技术
激光诱导击穿光谱（LIBS，Laser Induced Breakdown Spectroscopy）是一种物质成分快速分析技术，其原理是通过激光烧蚀目标表面形成高温等离子体进而获取其原子发射光谱，根据光谱可以得到目标的元素组成。这一技术的优势是分析速度快、无需对探测样本进行预处理以及可在一定距离上远程探测。自问世以来，由于这些优点，LIBS技术被广泛用于地球科学的各个领域，并已成功用于行星探测。
火星表面成分探测仪（MarSCoDe，Mars Surface Composition DetectionPackage）主要功能就是LIBS，即物质成分快速分析；同时整合了短波红外被动光谱和显微成像仪。MarSCoDe LIBS包含了UV（Ultraviolet，紫外光谱范围）、VIO（Violet，紫光光谱范围）以及VNIR （Visible and near-infrared，可见近红外光谱范围）3个通道，每个通道由1800个像元（pixel）组成，平均采样间隔分别为0.067 nm/pixel、0.13 nm/pixel、0.2 nm/pixel，分别覆盖240-340nm、340-540nm、540-850nm的波长范围。
由于火星表面工作环境的温度、气压等条件与地球存在较大的差异，在火星表面开展工作时MarSCoDe（火星表面成分探测仪）直接获得的数据可能发生以下问题，如波长的左右漂移、谱线展宽变化等。其中，波长漂移会显著影响后续的光谱分析。由于光谱定性、定量分析均基于对谱线波长值的准确识别，漂移后的光谱会因为波长值不准导致将谱线错判为其他的谱线，或识别为实际并不存在的元素，造成对探测目标物质组成的错误判断。
然而，现有的波长定标方法无法给出准确的探测目标波长值。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置。
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法，包括：根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；根据预设拟合函数、所述多个预定校准线漂移量和所述多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
根据本发明的实施例，所述根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值，包括：确定所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值和像元值；根据所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值、所述预定拟合参数和所述预设函数，确定校准线漂移量；根据所述校准线漂移量，确定所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量；以及根据所述目标激光诱导击穿光谱的像元值和所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量，确定修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
根据本发明的实施例，方法还包括：获取所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
根据本发明的实施例，方法还包括：根据实验室基准光谱，确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
本发明的第二方面提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正装置，包括：第一确定模块，用于根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；第二确定模块，用于根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；第三确定模块，用于根据预设拟合函数、所述多个预定校准线漂移量和所述多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及修正波长值模块，用于根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述公开的方法。
本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述公开的方法。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示意性示出了根据本发明实施例的用于火星表面成分探测仪的波长修正方法的流程图；
图2示意性示出了根据本发明实施例的修正处理的流程图；
图3示意性示出了根据本发明实施例的用于火星表面成分探测仪的波长修正装置的结构框图；以及
图4示意性示出了根据本发明实施例的适于实现用于火星表面成分探测仪的波长修正方法的电子设备的方框图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。
本发明的实施例提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置，根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；根据预设拟合函数、多个预定校准线漂移量和多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及根据预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。
为了更好的理解本发明，对关于本发明的名称进行解释说明。LIBS：LaserInduced Breakdown Spectroscopy，激光诱导击穿光谱。MarSCoDe：Mars SurfaceComposition Detection Package，火星表面成分探测仪，可以搭载于祝融号火星车的物质成分分析设备，集成了LIBS、短波红外光谱和显微成像仪。UV：Ultraviolet，紫外光谱范围。VIO：Violet，紫光光谱范围。VNIR：Visible and near-infrared，可见近红外光谱范围。MCCT：MarSCoDe Calibration Target，火星表面成分探测仪定标板，由12个在轨标样组成。波长定标：根据标定的数据，将光谱仪的波长修正至准确值。实验室基准光谱：在地面模拟火星大气条件下使用火星表面成分探测仪正样获取的Ti标样光谱。MarSCoDe LIBS 1级数据产品：未经处理的MarSCoDe LIBS光谱，每一探测目标的数据由60条LIBS光谱和3条暗光谱组成，每条光谱由5400个像元对应的光谱响应DN值构成，其中1-1800像元对应UV通道，1801-3600像元对应VIO通道，3601-5400像元对应VNIR通道。此外，1级数据文件头中包含了各通道CCD及激光LD温度等仪器工作参数。MarSCoDe LIBS 2A级数据产品：经过初步处理的MarSCoDe LIBS光谱，在1级数据产品的基础上进行了暗背景扣除、辐射校正，每一探测目标的数据由60条LIBS光谱组成，每条光谱由5400个像元对应的辐亮度值构成，其中1-1800像元对应UV通道，1801-3600像元对应VIO通道，3601-5400像元对应VNIR通道。MarSCoDe LIBS2B级数据产品：为经过平均的2A级数据产品，并在标签文件中给出了像元-波长转换关系，添加了与探测目标位置有关的几何信息。漂移量：在轨光谱中某个像元相对地面光谱中对应像元的偏移值，单位为像元值（pixel）。科学探测目标：MarSCoDe探测的火星表面目标。
通过图1对公开实施例的用于火星表面成分探测仪的波长修正方法进行详细描述。
图1示意性示出了根据本发明实施例的用于火星表面成分探测仪的波长修正方法的流程图。如图1所示，该实施例包括操作S101~操作S104。
在操作S101，根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量。
在操作S102，根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值。
在操作S103，根据预设拟合函数、多个预定校准线漂移量和多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数。
在操作S104，根据预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。
可以理解，在实际探测中，由于火星表面成分探测仪（MarSCoDe，Mars SurfaceComposition Detection Package）未采取温控措施，因此会导致在每次探测中光谱仪CCD探测器（Charge-coupled Device）温度持续上升，采集Ti标样光谱到对火星表面目标的探测时间间隔可达到20min以上，这一过程中升温幅度可达到5至8℃。会导致不同时刻探测的目标具有不同的漂移量，进而具有不同的修正波长值，与Ti标样并不一致，最大偏离程度可达到0.1-0.3nm。若获取的波长值在用于探测目标时存在较大的偏差，则给后续的定性、定量分析带来较大误差。此外，光谱中每个通道各个像元对应的的漂移量绝对值随着像元序号的增加是逐步增加的，因此光谱中部分像元的漂移量与平均漂移量存在一定的偏离，使用平均漂移量对这些像元进行波长定标（即波长修正）同样会造成修正后的波长值偏离实际波长。
为了解决现有的波长定标方法无法给出准确的探测目标波长值的问题，在本实施例中不直接依赖于Ti标样匹配的波长定标，而是通过光谱仪探测器温度与漂移量的之间的关系确定拟合参数（即预定拟合参数）；再根据该拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。
针对Ti标样匹配的波长定标方法，需要说明的是：火星表面成分探测仪在定标板中搭载了一块Ti标样（成分为TC4KY钛合金，Ti89.68%、Al6.24%、V4.08%），并在地面实验中使用MarSCoDe正样获取了Ti标样在模拟火星大气环境下的激光诱导击穿光谱（LIBS）作为实验室基准光谱。在每次在轨探测中，首先获取Ti标样的光谱，将在轨Ti标样光谱1级数据产品各个通道与实验室基准光谱分别进行匹配，获取天-地光谱之间各通道的平均漂移量，将这一漂移量作为像元值的修正项代入像元-波长转换公式中。使用获取的波长值作为这次探测中全部标样和科学探测目标的波长值。像元-波长转换公式是根据标准灯获取的，各通道对应分别为：
Figure 992947DEST_PATH_IMAGE001
Figure 113350DEST_PATH_IMAGE002
Figure 96349DEST_PATH_IMAGE003
其中，与公式一对应的通道为UV（Ultraviolet，紫外光谱范围）通道；与公式二对 应的通道为VIO（Violet，紫光光谱范围）通道；与公式三对应的通道为VNIR （Visible and near-infrared，可见近红外光谱范围）通道；X1、X2、X3均表示像元值；
Figure 209667DEST_PATH_IMAGE004
均表示平均漂移量；
Figure 696144DEST_PATH_IMAGE005
均表示修正后波 长值。
在本实施例中，预设拟合函数可以为二次函数，光谱仪探测器温度值与漂移量之间遵循二次函数关系，且对于每一像元均成立。预设光谱可以包括在轨Ti光谱。
举例来说，为了确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数，可以建立每一条校准线漂移量与所在通道CCD探测器温度的拟合关系。首先，需要获得一系列漂移量（即多个预定校准线的漂移量）和CCD探测器温度（即多个光谱仪探测器温度值）的组合，例如：
从所有在轨Ti光谱中识别全部校准线对应发射线，针对每一条在轨Ti光谱，根据实验室光谱中校准线，从在轨Ti光谱中识别出对应的发射线。需要说明的是，由于原子发射光谱中发射线之间具有相对稳定的相对位置，因此确定任意一条校准线在在轨Ti谱中的位置后可通过校准线之间的相对位置关系找到其他校准线的位置，以每个通道校准线中强度最大的发射线作为基准线，在在轨Ti谱中找到基准线对应的发射线，即可通过基准线与其他校准线的相对位置关系找到其他校准线对应的发射线，即可以确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，可以计算全部校准线在每次探测中的漂移量，如使用校准线对应的像元值减去在轨光谱中对应发射线漂移量对应的像元值，即获得多个预定校准线的漂移量。
获取所有在轨Ti光谱各通道CCD探测器温度，即多个光谱仪探测器温度值。如在MarSCoDe LIBS 1级数据产品中，每条光谱对应的第4、5、6位数据为探测时光谱仪UV、VIO、VNIR通道CCD探测器的温度。从对应光谱数据相应位置读取并保存各通道CCD探测器温度。
然后，可以用二次函数拟合全部校准线所在通道CCD探测器温度-漂移量，即根据预设拟合函数、多个预定校准线漂移量和多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数。例如，根据已经获取的每一条校准线在不同CCD探测器温度下的漂移量。使用预设拟合函数对每一条校准线的CCD探测器温度-漂移量进行拟合。预设拟合函数可以为公式四：
Figure 971136DEST_PATH_IMAGE006
公式四
其中，T表示校准线所在通道CCD探测器温度值，Δx为预定校准线漂移量，a、b、c均表示温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数。
进一步的，在拟合过程中，可以同时给出拟合优度r2，用于后续对拟合精确度的评估。
最后，根据预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。
举例来说，目标激光诱导击穿光谱可以为制定探测目标LIBS光谱，可以根据预定拟合参数确定校准线对应像元的漂移量，然后根据该校准线对应像元的漂移量拟合该目标激光诱导击穿光谱全通道每一像元的漂移量，然后根据像元-波长关系（公式1-3）计算每一像元的波长。
本实施例提供的用于火星表面成分探测仪的波长修正方法，通过行星探测中温度值与校准线漂移量之间存在的定量函数关系，可以确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；从而利用该预设拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值，该修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值更加准确，有利于光谱的定性定量分析。
在本实施例中，根据预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值，包括：确定目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值和像元值；根据目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值、预定拟合参数和预设函数，确定校准线漂移量；根据校准线漂移量，确定目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量；以及根据目标激光诱导击穿光谱的像元值和目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量，确定修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。
图2示意性示出了根据本发明实施例的修正处理的流程图。如图2所示，该实施例包括操作S201~操作S206。
在操作S201，获取目标激光诱导击穿光谱数据文件。
在操作S202，根据目标激光诱导击穿光谱数据文件，确定探测器温度值。如对于某一待修正光谱的1级数据产品（即目标激光诱导击穿光谱），从光谱数据第4、5、6位提取UV、VIO、VNIR通道的CCD探测器温度T1、T2、T3。
在操作S203，确定校准线漂移量。如根据公式四计算每一条校准线对应像元的漂移量Δx，T为校准线所在通道的CCD探测器温度Ti，i=1，2，3。
在操作S204，根据校准线漂移量，确定目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量。例如，使用全部校准线像元漂移量拟合全通道每一像元的漂移量，对校准线对应像元的像元值和漂移量使用二次函数进行拟合。拟合函数如下：
Figure 707011DEST_PATH_IMAGE007
公式五
其中， x为像元值，Δx为对应像元的漂移量。对于UV、VIO、VNIR通道，拟合时x的取值区间分别对应为 [1, 1800]，[1801, 3600]，[3601, 5400]，根据公式五的拟合结果可获得每一像元对应的漂移量，即确定目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量。
在操作S205，获取目标激光诱导击穿光谱的波长值。
在操作S206，根据目标激光诱导击穿光谱的像元值和目标激光诱导击穿光谱中与 像元对应的漂移量，确定修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。如，根据像元-波长关 系（公式1-3）计算每一像元的波长，可以基于目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移 量，如MarSCoDe LIBS三个通道5400个像元各自的漂移量，按不同的通道，将像元值xi和漂 移量
Figure 109173DEST_PATH_IMAGE008
带入公式1-3中，获得每一像元对应的修正后波长值，即得到修正后的目标激光 诱导击穿光谱的波长值。
用于火星表面成分探测仪的波长修正方法，还包括：获取目标激光诱导击穿光谱的波长值。
用于火星表面成分探测仪的波长修正方法，还包括：根据实验室基准光谱，确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
可以理解的，根据实验室光谱中校准线，从在轨Ti光谱中识别出对应的发射线，从而确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
地面实验室标准Ti光谱中筛选出来的校准线。这些校准线具有波动性小、均匀覆盖光谱通道的特点，被用于进行在轨Ti光谱与实验室标准光谱的匹配。MarSCoDe LIBS UV、VIO、VNIR通道的校准线数量分别为33条、16条、13条。
图3示意性示出了根据本发明实施例的用于火星表面成分探测仪的波长修正装置的结构框图。
如图3所示，该实施例的用于火星表面成分探测仪的波长修正装置300包括第一确定模块310、第二确定模块320、第三确定模块330和修正波长值模块340。
第一确定模块310，用于根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；第二确定模块320，用于根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；第三确定模块330，用于根据预设拟合函数、所述多个预定校准线漂移量和所述多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及修正波长值模块340，用于根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
在一些实施例中，所述修正波长值模块，用于：确定所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值和像元值；根据所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值、所述预定拟合参数和所述预设函数，确定校准线漂移量；根据所述校准线漂移量，确定所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量；以及根据所述目标激光诱导击穿光谱的像元值和所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量，确定修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
在一些实施例中，装置还包括：获取模块，用于获取所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
在一些实施例中，装置还包括：第四确定模块，用于根据实验室基准光谱，确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
根据本发明的实施例，第一确定模块310、第二确定模块320、第三确定模块330和修正波长值模块340中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，第一确定模块310、第二确定模块320、第三确定模块330和修正波长值模块340中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑阵列（PLA）、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路（ASIC），或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，第一确定模块310、第二确定模块320、第三确定模块330和修正波长值模块340中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
图4示意性示出了根据本发明实施例的适于实现用于火星表面成分探测仪的波长修正方法的电子设备的方框图。
如图4所示，根据本发明实施例的电子设备400包括处理器401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器（RAM）403中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器401例如可以包括通用微处理器（例如CPU）、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器（例如，专用集成电路（ASIC））等等。处理器401还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器401可以包括用于执行根据本发明实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
在RAM 403中，存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理器 401、ROM402以及RAM 403通过总线404彼此相连。处理器401通过执行ROM 402和/或RAM 403中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器中。处理器401也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。
根据本发明的实施例，电子设备400还可以包括输入/输出（I/O）接口405，输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。电子设备400还可以包括连接至I/O接口405的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。
根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 402和/或RAM 403和/或ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器。
本发明的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本发明实施例所提供的用于火星表面成分探测仪的波长修正方法。
在该计算机程序被处理器401执行时执行本发明实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分409被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被处理器401执行时，执行本发明实施例的系统中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
根据本发明的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权项中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权项中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。
以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权项及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法，其特征在于，包括：
根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；
根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；
根据预设拟合函数、所述多个预定校准线漂移量和所述多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及
根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值；
所述根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值，包括：
确定所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值和像元值；
根据所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值、所述预定拟合参数和预设函数，确定校准线漂移量；
根据所述校准线漂移量，确定所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量；以及
根据所述目标激光诱导击穿光谱的像元值和所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量，确定修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据实验室基准光谱，确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
4.一种用于火星表面成分探测仪的波长修正装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；
第二确定模块，用于根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；
第三确定模块，用于根据预设拟合函数、所述多个预定校准线漂移量和所述多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及
修正波长值模块，用于根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值；
所述根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值，包括：
确定所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值和像元值；
根据所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值、所述预定拟合参数和预设函数，确定校准线漂移量；
根据所述校准线漂移量，确定所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量；以及
根据所述目标激光诱导击穿光谱的像元值和所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量，确定修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
获取模块，用于获取所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
第四确定模块，用于根据实验室基准光谱，确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1~3中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，其特征在于，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1~3中任一项所述的方法。
CN202210902039.7A 2022-07-29 2022-07-29 用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置 Active CN114965281B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210902039.7A CN114965281B (zh) 2022-07-29 2022-07-29 用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210902039.7A CN114965281B (zh) 2022-07-29 2022-07-29 用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114965281A CN114965281A (zh) 2022-08-30
CN114965281B true CN114965281B (zh) 2022-12-06

Family

ID=82968486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210902039.7A Active CN114965281B (zh) 2022-07-29 2022-07-29 用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114965281B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115839943B (zh) * 2023-02-13 2023-07-11 合肥金星智控科技股份有限公司 激光诱导光谱系统、光谱校准方法及电子设备
CN119066436B (zh) * 2024-11-05 2025-02-25 中国科学院国家天文台 微量元素含量预测模型的训练方法、检测方法、装置及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610050A (zh) * 2017-08-31 2018-01-19 北京航天绘景科技有限公司 一种基于多源卫星数据的高时空分辨率陆表温度融合方法
CN112285095A (zh) * 2020-09-15 2021-01-29 中国科学院上海技术物理研究所 基于弹性粒子群优化的火星物质分析仪在轨定标方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10205142B4 (de) * 2002-02-07 2004-01-15 Gesellschaft zur Förderung angewandter Optik, Optoelektronik, Quantenelektronik und Spektroskopie e.V. Anordnung und Verfahren zur Wellenlängenkalibration bei einem Echelle-Spektrometer
CN113471804A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 北京科益虹源光电技术有限公司 一种激光器绝对波长在线校准方法及装置
CN111537455B (zh) * 2020-05-08 2023-08-15 中国科学院合肥物质科学研究院 基于空间外差干涉光谱测量技术的大气co2卫星观测反演方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610050A (zh) * 2017-08-31 2018-01-19 北京航天绘景科技有限公司 一种基于多源卫星数据的高时空分辨率陆表温度融合方法
CN112285095A (zh) * 2020-09-15 2021-01-29 中国科学院上海技术物理研究所 基于弹性粒子群优化的火星物质分析仪在轨定标方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114965281A (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114965281B (zh) 用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置
Zeng et al. Combining near-infrared radiance of vegetation and fluorescence spectroscopy to detect effects of abiotic changes and stresses
Selsing et al. An X-Shooter composite of bright 1< z< 2 quasars from UV to infrared
Le Floc’h et al. Infrared luminosity functions from the Chandra Deep Field-South: the Spitzer view on the history of dusty star formation at 0≲ z≲ 1
US20190369009A1 (en) Systems and methods for determination and application of nitrogen fertilizer using crop canopy measurements
Cheng et al. Screening melamine adulterant in milk powder with laser Raman spectrometry
US9939319B2 (en) Radiation measuring systems and methods thereof
Kauppinen et al. Validation of a multipoint near-infrared spectroscopy method for in-line moisture content analysis during freeze-drying
Mushkin et al. Extending surface temperature and emissivity retrieval to the mid-infrared (3–5 μm) using the Multispectral Thermal Imager (MTI)
Duan et al. Land surface reflectance retrieval from hyperspectral data collected by an unmanned aerial vehicle over the Baotou test site
US10070076B2 (en) Drift correction method for infrared imaging device
Fawcett et al. Advancing retrievals of surface reflectance and vegetation indices over forest ecosystems by combining imaging spectroscopy, digital object models, and 3D canopy modelling
CN114965441B (zh) 元素概率化预测模型的训练方法和元素概率化预测方法
Naethe et al. A precise method unaffected by atmospheric reabsorption for ground-based retrieval of red and far-red sun-induced chlorophyll fluorescence
Wehlburg et al. New hybrid algorithm for maintaining multivariate quantitative calibrations of a near-infrared spectrometer
Pan et al. A novel approach for estimating fractional cover of crops by correcting angular effect using radiative transfer models and UAV multi-angular spectral data
CN112665829B (zh) 一种光学遥感卫星的波段间定标方法
Pan et al. Suomi-NPP OMPS nadir Mapper’s operational SDR performance
US11194034B2 (en) System and method for determining a geographic location of pixels in a scan received from a remote sensor
Chen et al. Comparison of the sensor dependence of vegetation indices based on Hyperion and CHRIS hyperspectral data
CN113791040A (zh) 一种土壤重金属检测方法及系统
CN119066436B (zh) 微量元素含量预测模型的训练方法、检测方法、装置及电子设备
Hayden et al. Maxar’s WorldView-3 Enables Low-Concentration Methane Detection from Space
CN105628715A (zh) 原料钾矿碘化钠晶体测钾仪
CN117421570B (zh) 无能量刻度情况下的核素识别方法、装置、设备和介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant