月球与行星原位光谱探测仪器通用规范

国家标准 GB/T41211一2021 月球与行星原位光谱探测仪器通用规范 Generalspeeifieationsformnandplanetaryin-situspeetraldeteetioninstrumment 2021-12-31发布 2022-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB:/T41211一2021 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 .中 . 技术要求 功能 4 .2 性能 4.3环境适应性 实验室检测方法 5.1功能检测 5.2性能检测 5.3环境适应性检测 地面验证试验方法 检验规则 7.1功能 7.2性能 7.3环境适应性
GB/41211一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由科学院提出 本文件由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TcC312)归口 本文件起草单位:科学院上海技术物理研究所、科学院国家天文台 本文件主要起草人:何志平、马艳华、李春来、徐睿、袁立银、吕刚金健、刘斌
GB/41211一2021 月球与行星原位光谱探测仪器通用规范 范围 本文件规定了月球与行星原位光谱探测仪器(以下简称“光谱仪器”)的技术要求、实验室检测方法、 地面验证试验方法及检验规则 本文件适用于探测方式为成像光谱,点光谱以及两者结合型,探测信息类型为辐射光谱、漫反射光 谱等的原位光谱探测仪器的设计,研制,实验室检测和地面验证 其他空间光谱探测仪器、地面用光谱 探测仪器可参照执行 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件 GB/T5080.1可靠性试验第1部分;试验条件和统计检验原理 GB/T5080.2可靠性试验第2部分试验周期设计 GB/T10987光学系统参数的测定 GB/T17626.1电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 GB/T27667光学系统像质评价畸变的测定 GB/T301l4.1空间科学及其应用术语第1部分;基础通用 GB/T34522航天器热真空试验方法 GB/T38027微纳卫星试验要求 术语和定义 GB/T30114.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 月球探测lunaresploration 对月球的探测与采样研究活动 [来源.GB/T30114.1一2013,3.1.1,有修改] 3.2 行星探测planetaryexploration 对太阳系内除地球以外的行星、矮行星、卫星、小行星与彗星以及行星际空间的探测与采样研究 活动 示例火星探测,太阳系行星探测 [来源:GB/T30114.1一2013,3.1.2] 3.3 ndplanetaryin-stuspetrwmeter 月球与行星原位光谱仪器 m00na andplanetaryin-situ 月球与行星原位光谱探测仪器 moona1 speetraldeteetioninstrument 月球与行星探测任务中,根据远程命令或程序设置,在被测目标所处的位置或附近(一般不超过
GB/T41211一202 10m ,通过自主控制执行近距离光谱探测任务的光谱仪器 3.4 光谱范围speetralrange 光谱仪器可有效探测的光谱波长上下限区间 注:通常由波长最大/最小的光谱通道的中心波长加/减各自的1/2的光谱分辨力来表征 3.5 光谱通道speetralchannel 光谱仪器探测单元的有效探测波段,对应每个探测单元可以有效探测的光谱信号的波长范围 注:简称为波段 3.6 中心波长eenterwavelength 光谐仪器一个光谱通道的光谱响应函数峰值对应的波长 注当光谱响应丽数曲线不对称比较明显时,通常采用光谱响应丽数50%峰值响应之间波长宽度1/2处所对应的 波长作为中心波长 3.7 光谱分辨力spectralresolutionm 光谱仪器对光谱的分辨能力 注实际评价时,通常用光谱响应函数值相对于峰值50%时的波长宽度表征 3.8 DN值DNdata 光谱仪器输出的原始数字值 3.9 charaeeristics 辐射响应特性radiation resp0nse 光谱仪器的每一个光谱通道的输出数字值(DN值)与输人该通道的光谱信号的辐亮度之间的量化 关系 注对于光谱探测仪,辐射响应特性一般为静态响应特性,可据此建立数据校正模型,将输出DN值反演运算得到 输人光谱信号的辐亮度值 3.10 动态范围dynamicrange 光谱仪器可以有效测量的光谱信号(光谱辐亮度)的强度范围 3.11 辐射响应灵敏度radiationresponsesensitivity 光谱仪器两个有效输出信号(DN值)差值与相应输人信号差值的比值 3.12 信噪比signal-noise ertio 在输人光谱信号稳定且均匀的情况下,光谱仪器输出数据的信号值和噪声值的比值 注:单位为分贝dB) 3.13 定标ealbration 标定 利用量值确定的已知信号,通过对比、校准、修正等方法，确定仪器测量的数据与实际物理量之间 定量关系的过程 [来源;GB/T30114.1一2013,4.37]
GB/41211一2021 3.14 光谱定标speetralealibratiom 测量光谱仪器光谱响应范围、各光谱通道中心波长和光谱分辨率等参数的过程 3.15 辐射定标radiometriccealibration,radiationealibrationm 利用标准面光源确定光谱仪器输人光谱信号的物理量数值和输出信号DN值(灰度值)之间的量化 关系的过程 注，辐射定标分为绝对辐射定标和相对辐射定标 绝对辐射定标是指建立光谱仪器响应数字值与光谱辐射量(或 基本物理量)之间的定量关系 相对辐射定标指确定光谱仪器不同探测单元间的响应一致性关系 3.16 视场角friedofview;Foy 光谱仪器同一时刻可探测的最大角度范围 3.17 瞬时视场角instantaneusfieldofview;IFoV 光谱仪器一个探测器单元的探测角度范围 技术要求 4.1功能 一般功能 4.1.1 光谱仪器应具有开机,关机、断电重启、存储、输人输出等常规功能,以及完成探测任务所必要的辅 助功能,如自主控温、观测指向控制等 4.1.2探测功能 光谱仪器应具有探测所需参数的遥控设置或自动设置功能,应具有按探测要求自动获取科学数据、 定标数帮,辅助数据的流程控制功能.,即除单一的目标探测数据.,定标数据采集功能外,还应具有同一目 标同一参数多次重复买类了同一目标不同参数组合采类、多个目标顺次来集,目标数据和定标数据组合 采集、各类辅助数据同步或者依次获取等探测功能 4.1.3定标功能 光谱仪器应具有在轨或实时定标功能,即在工作地点对目标探测前后(或过程中)进行定标的功能 确定仪器的工作状态、数据的有效性,并为数据校正与科学应用提供参考数据 在受资源、空间等限制时,在轨或实时定标可简化为仪器状态或者敏感参数的在轨监测,用于间接 确认光谱科学数据的有效性或者进行数据校正 4.1.4数据打包和处理功能 光谱仪器应具备数据打包功能打包形式应使所采集的探测数据和相应的定标数据或辅助数据明 确关联,使探测数据有效可用,必要时光谐仪器应具有一定的数据处理和分析功能 例如,在传输信道及传输速率受限时,应具备数据处理合并或数据压缩等功能;在需要实时识别并 选择探测目标或数据有选择下传时,应具备基本的光谱分析或目标识别等功能 4.1.5休眠和唤醒功能 光谱仪器应具有休眠和唤醒功能
GB/T41211一202 光谱仪器的休眠功能应使仪器处于自我保护状态,在发射、飞行和降落过程的震动环境中和无法工 作的目的地极端环境中保护仪器的安全 休眠状态下的光谱仪器在进人工作地点和工作时段后,应能通过唤醒功能恢复正常工作状态 4.2性能 4.2.1光谱性能 光谱仪器的光谱性能指标应根据探测任务的目标和被探测对象的光谱特征预测进行设计,满足探 测任务所需光谱测量的光谱分辨率和精度要求，主要指标包括:光谱范围光谱分辨力、中心波长、光谱 定标不确定度等 光谱范围和光谱分辨力应满足可预测的探测目标光谱特征反演或者分析的需要 中心波长的设置应满足光谱探测任务的需求,波长精度应不低于光谱分辨力的1/10 光谱定标不确定度应小于光谱分辨力的1/10 4.2.2辐射响应性能 光谱仪器的辐射响应性能指标应根据探测任务的目标和被探测对象的光谱特征预测进行设计,满 足探测任务所需光谐测量的辐射分辨率和精度要求,主要指标包括:动态范围、辐射响应灵敏度、暗背景 数据、辐射定标不确定度等 动态范围应覆盖光谱仪器工作期间环境光照条件变化和被探测目标的光谱亮度极限变化范围,在 目标亮度变化动态范围大,无法通过一次测量覆盖的情况下,应通过参数自动调整、多次测量等措施实 现对被测目标光谱亮度动态范围的覆盖,完成有效的光谱数据的采集 辐射响应灵敏度应根据探测目标特征进行设计,满足被探测目标光谱特征识别或分辨的需要 如无特殊需要,工作温度下暗背景数据的DN值应小于满量程输出DN值的1/4 辐射定标不确定度在可见近红外波段应小于5%,其他波段应小于10% 4.2.3几何性能 光谱仪器的几何性能指标应根据探测任务的目标和被探测对象的空间几何特征预测进行设计,满 足探测任务所需的距离和空间特征的探测要求,主要包括;探测距离、视场角、瞬时视场角(或者几何分 辨力、光学系统传递函数)、指向角、空间分辨率、焦距、光学传递函数等 当光谐仪器具有成像功能时,几何性能应包括几何畸变,在探测任务没有具体要求的情况下,图像 的几何畸变应不大于一个像元 当光谱仪器具有指向功能时,应包括指向的角度范围和指向精度,在探测任务没有具体要求的情况 下,指向精度应优于1/10视场角 4.2.4仪器信噪比 光谱仪器的信噪比宜高于30dB@80%波段 4.3环境适应性 4.3.1 一般环境适应性 一般环境适应性要求是指光谱仪器保持正常功能和状态应适应的环境条件 光谱仪器应能够在所 搭载的航天器中承受从发射到进人工作场所的整个过程的各种环境变化后恢复正常状态,能够在工作 场所环境下正确执行探测任务 光谱仪器应适应的环境因素包括热环境、力学环境、空间辐照环境、电 磁环境等
GB/41211一2021 环境适应性应经过环境试验,并在可能的极限环境下进行功能验证和性能指标变化的检测 4.3.2尘埃环境适应性 尘埃环境适应性要求是指光谱仪器进人工作场所后保持正常功能和状态应适应的环境条件 光谱 仪器应能够确保进人工作场所后适应各种尘埃环境的变化后恢复正常状态,能够在工作场所尘埃环境 下正确执行探测任务 光谱仪器应适应的尘埃环境因素包括风吹尘埃环境、自然降尘环境等 注，光谱仪器的工作环境存在尘埃的,进行尘埃环境适应性设计和相应的试验设计,分析尘埃带来的可能影响;如 能够确定光谱仪器的工作环境无尘埃,可不进行尘埃环境适应性设计和试验设计 实验室检测方法 5.1功能检测 光谱仪器的功能检测应包含仪器所有可执行性功能的检测,包括目标探测、在轨或实时定标、数据 打包与处理、休眠与唤醒等功能以及一般功能的检测与验证 功能验证一般采用两种模式分别通过重复执行的方法进行验证 第一种模式为单项功能的按指令执行,逐项检测各单项功能是否能够正确执行并完成目标 第二种模式为自动流程功能的按指令执行,自动流程功能为单项功能经过组合形成的完成某一目 的任务的可自动执行的流程,自动流程应覆盖所有可能的可执行流程,并尽可能多覆盖其他的组合模式 和不同的执行顺序 各项功能应进行重复性试验和组合试验验证,不同功能和功能组合流程的试验次数不少于10次， 包含连续操作5次,间隔操作5次,间隔操作的时间间隔根据仪器工作性质确定,没有要求时应不少于 10min 功能验证应关注环境因素,除实验室环境外,还需要根据仪器工作环境的特点,在温度、压力,真空 电磁、振动等特定环境实验条件下进行,具体环境条件见5.3 5.2性能检测 5.2.1光谱性能 光谱性能检测通过对仪器进行光谱定标来实现 光谱定标通常在标准光学实验室环境下采用光谱扫描法进行 用于光谱扫描的单色仪的中心波长 准确度通常应优于光谱定标指标要求的1/5,光谱扫描步长通常应小于被测仪器光谱分辨力的1/10. 在环境试验时,如高低温试验、压力试验等,可采用特征光谱定标法单色激光光源标定法等检测光 谱中心波长和光谱响应变化 5.2.2辐射响应性能 辐射响应性能检测通过辐射定标实现 通常采用积分球作为可见-短波红外波段的标准辐射源,黑 体作为短波红外-热红外波段的标准辐射源 实验室辐射定标时,标准源的输出光谱范围及辐射强度范 围应覆盖仪器的光谱探测范围和辐射强度探测动态范围 单一标准源无法覆盖仪器的光谱探测范围和 辐射强度探测的动态范围时,可采用不同标准源分段进行定标 定标时,光谱仪器分别对积分球的多个 能级或不同温度黑体进行数据采集,得到不同光谱辐照亮度情况下的系统输出,据此确定仪器输人输出 之间的关系,实现绝对定标,同时,标准源输出的高均匀性也实现了相对定标 标准辐射源一般应包括两套系统;一套用于实验室定标,工作在标准光学实验室环境下,用于仪器 的精细检测和标定,包含光谱标准源和辐射标准源,标准源应经过有效的标准传递,且辐射亮度准确度、
GB/T41211一2021 光谱分辨率,面均匀性、角均匀性、输出稳定性、输出口径等指标应不低于仪器相应指标要求的3倍 5倍;一套用于环境试验(见5.3),用于配合仪器在地面进行的各类试验,如高低温、力学,电磁,压力等 试验以及验证试验中,用于监视仪器的探测状态和性能指标参数的变化等,定标系统的主要性能,如分 辨率、准确度、稳定性、面均匀性、辐射定标源输出口径等,应不低于仪器指标监测的要求 两套定标系统和在轨定标系统应采用同一个溯源标准,精度相对较低的标准源可用精度较高的标 准源进行标定或者检校 实验室定标应覆盖光谱仪器的全部工作波长、工作状态,动态范围和功能 暗背景数据在辐射定标过程中采集 动态范围可根据3.10的定义在定标时进行测量,动态范围最 低值用系统暗背景平均噪声(DN值)对应的输人光谱信号亮度值来等效,而动态范围最高值用最大输 出有效数据的DN值所对应的输人光谱信号亮度值来等效,不同波段的动态范围不同时,需分别确定两 个值 辐射响应灵敏度根据3.11的定义在定标时进行测量,通常为定标时输人的光谱信号亮度差值与 对应输出有效数据DN值差值的比值 当仪器可通过调整参数改变动态范围或光谱范围时,相关性能 指标应分别检测和评价,或者根据不同输人信号强度分段检测和评价 5.2.3几何性能 光谱仪器的几何性能检测方法可按照GB/T10987,GB/T27667等描述的方法进行检测,也可按 照下述方法进行检测 采用专用的目标模拟装置用于几何性能检测,通常由卤钨灯、照明光学组件、分辨率板、基准镜组 成 卤钨灯结合照明光学组件,形成宽光谱的照明光源,照明分辨率板;分辨率板通常设计为金属镂空 的条纹图案,图案大小与待测光谱仪器成像距离及瞬时视场相关;基准镜安装于分辨率板装置位置附 近,用于与待测光谱仪器的光轴对准 测试时采用经纬仪,调节待测光谱仪器光轴对准目标模拟装置; 采用测距仪器,用于测量目标分辨率板到待测光谱仪器的距离,即物距测量;目标模拟装置安装于二维 平移台上,用于调整目标与待测光谱仪器的相对位置 测试时,由待测光谱仪器对目标模拟装置进行成 像及光谱探测,通过计算条纹影像,可测得光学系统传递函数,空间分辨率及瞬时视场,焦距f 通过调 整平移台,移动目标分辨率板,测量得到系统的视场角和指向角 5.2.4信噪比 仪器的整机信噪比可利用辐射定标数据计算获得 辐射定标数据是对标准面光源目标进行数据采 集得到的有效DN值数据,在该光谱辐射亮度下仪器的任一光谱波段的信噪比可按公式(1)进行计算 20log、 sNR三20lor 元 式中 sNR 信噪比 仪器该光谱波段输出的信号DN值,可近似为辐射定标数据的平均值 V 仪器该光谱波段输出的噪声DN值,可近似为辐射定标数据的均方差 V V 标准面光源该光谱波段的噪声经过光谱仪器后的DN值,当其远小于系统噪声V、时， 可忽略 注1:输出信号指不同探测模式的最终输出数据,例如当原位探测数据为对同一目标重复采集的多组测量数据时， 其平均光谱一般为最终输出数据,探测单元之间的响应不一致可进行有效校正时,可先进行均匀性校正 计算步骤如下: 计算在不同光谱辐射亮度下每个光谱波段的输出信号噪声V、和输出信号大小Vs; a 注2:成像型光谱仪器每个波段图像的均方差可看作该波段的V,平均值可看作该波段的Vs; 注3，非成像型光谱仪器的信噪比用连续采集的时间序列的辐射定标数据来计算,每个波段的输出时间序列信号的
GB/41211一2021 均方差等效为该波段的V,输出信号的平均值为该波段的Vs b)分别建立每个波段光谱辐射亮度V与系统输出信号、系统输出噪声V、之间的关系模型" 根据系统指标要求,计算出信噪比评价要求条件c下每个波段的输人信号的光谱辐射亮 c 度Ve; 注4:信噪比评价要求条件是指光照条件、环境条件和目标特征等输人条件,用符号C表示 d)利用步骤b)建立的关系模型,分别计算光谱辐射亮度为V时的系统输出信号V、和系统输出 噪声V 5.3环境适应性检测 5.3.1 -般环境适应性 5.3.1.1功能检测试验 检测内容应包括但不限于下述内容: 在关机或休眠状态可承受的极端温度和压力条件下进行不低于24h的储存,随后进人目的地 a 工作环境的温度和压力范围,状态稳定后,执行开机或唤醒指令,验证仪器是否恢复到正常工 作状态,检测仪器进人稳定工作的时间 在目的地工作环境常规温度和大气压力下,在仪器进人稳定工作状态后,应按照4.1的要求和 b 5.1的方法进行全部功能验证 在目的地工作环境极限高温和极限大气压力组合下,在仪器进人稳定工作状态后,按照4.1的 要求和5.1的方法进行全部单项功能和必要组合功能的检测 在目的地工作环境极限低温和极限大气压力组合下,在仪器进人稳定工作状态后,按照4.1的 要求和5.1的方法进行全部单项功能和必要组合功能的检测 5.3.1.2性能指标检测试验 检测内容应包括但不限于下述内容 a 在热环境试验过程中,检测仪器在不同温度变化情况下进人稳定工作状态所需要的时间 b 在热环境试验过程中,应采用试验监测用的地面定标系统,在各个温度测试点采集仪器稳定工 作状态下的光谱和辐射定标数据,检测不同温度下的中心波长和辐射响应特性的变化,必要情 况下应建立仪器的温度校正模型 温度范围应覆盖仪器工作温度范围或者仪器工作环境的温 度变化范围,且所设温度测试点的温度间隔宜不大于5C 热环境试验、真空和大气压力试验力学试验、电磁兼容试验、抗辐照试验前后,应进行实验室 光谐和辐射定标,对比仪器中心波长和辐射响应系数的变化状况,判断环境试验是否对系统造 成不可逆的影响 性能指标检测试验中的环境参数应覆盖仪器工作过程以及发射和降落等过程中可能存在的变化范 围 当工作环境中存在多个和地表差别较大的环境参数时,应进行典型参数组合和极限参数组合试验 例如有大气层的行星探测中,应开展温度和目标行星大气压力组合试验,无大气环境的探测中应开展真 空温度试验 -般环境适应性试验的具体试验方法应根据航天工程要求和仪器工作环境特点进行针对性设计 可按GB/T34522,GB/T38027,GB/T5080.1,GB/T5080.2,GB/T17626.1等标准执行 5.3.2尘埃环境适应性 5.3.2.1试验要求 风吹尘埃环境试验应通过试验箱模拟巡视器/着陆器与月球及行星表面接触的瞬间和巡视器行驶
GB/T41211一2021 过程中激起的尘埃以及行星表面风吹的尘埃,用以考察尘埃冲击对光谱仪器的影响 自然降尘环境试 验应通过试验箱模拟尘埃长时间悬浮并下落后沉积在仪器表面的情况,用以考察多尘环境对仪器的 影响 尘埃环境试验箱基本要求 应能够保证风吹尘埃试验过程中各侧面气流的速度和模拟尘埃的浓度分布要求,能够维持自 a 然尘降试验中模拟尘埃的沉降均匀性,且满足3倍试件的尺寸能够顺畅放人和取出 如需要 可分别设计风吹尘埃试验箱和自然尘降试验箱 b 应避免静电积累,保障设备内表面是电导性的并接地 放置试件的试验台应能够保证试件各侧面均能暴露于模拟尘埃气流中 c 应具有整个试验过程中温度、湿度、气压的控制与保持功能温度控制应具有包含极端工况温 d 度在内的控制和保持能力,试验空间内相对湿度低于15%,气压条件可模拟工作环境的常规 情况 5.3.2.2检测内容 检测内容应包括但不限于下述内容 舱外活动设备的闭锁装置和仪器盖开关功能验证,验证试验中和试验后功能是否可以正常进 a 行,可用试验装置代替鉴定件试验 光学镜头或者探头蒙尘后对光谱信息透过率影响验证,测量试验中和试验后相关指标的变化 b 可用试验装置代替鉴定件试验; 尘埃消除功能验证,隔离表面的热传递特性变化验证,验证试验中和试验后功能是否可以正常 进行,可用试验装置代替鉴定件试验; 隔离表面的热传递特性变化验证,测量试验中和试验后隔离表面的温度变化 太阳吸收率和红外发射率的降低以及影响验证,测量试验中和试验后太阳吸收率和红外发射 率的变化 尘埃环境适应性试验中,根据光谱仪器工作场景状况设定试验参数 示例1:风吹尘埃试验 以月尘试验为例,设定为气流激起尘埃的最大速度不小于30m/s,以仪器(或载体)本体坐 标系为基准,高度方向不小于25m/s,水平方向不小于15m/s,速度允许偏差不大于0.5m/,尘埃的浓度分布不小于 2g/m,试验时间不小于2min 示例2:自然降尘试验 以月尘试验为例,设定为模拟尘埃的沉降通量范围不小于(0400)g/m范围,可根据仪器 工作环境的具体情况分档进行试验，一般可分为50g/m,.l00g/m,200g/m,300g/m,400g/m五档;模拟尘埃的沉 降均匀性应优于20%,试验次数不小于10次 地面验证试验方法 光谱仪器应根据目的地的环境状况真实地模拟环境敏感条件,开展整机功能验证试验 模拟环境包括光照条件、地貌类型、地表环境以及岩石矿物成分、搭载平台运动情况等,在条件允许 情况下也可增加模拟大气成分、压力、环境温度等条件 在该模拟环境下开展仪器的数据采集试验,以 验证仪器整机完成探测功能和达到主要性能指标的情况 地面验证试验应包括但不限于下述内容 光谱仪器功能验证试验:在模拟环境中,按照4.1的内容进行所有功能的验证; a b 光谱数据采集试验:在模拟环境下进行仿真目标的光谱数据和实时定标数据的采集,仿真目标 为已知光谱特征的参考板和矿物样品;参考月球和行星表面的部分真实条件,改变光照强度、 光照角度、探测角度等,采集不同仿真目标的光谱数据,进行数据质量评估和数据处理试验,验
GB/41211一2021 证仪器的光谱探测性能和所获取数据的有效性 成像性能验证试验;对于成像型光谱仪器,可利用粑标板(例如黑白棋盘靶或分辨率板)为被测 目标,放置于被测仪器工作距离范围内不同位置,测量被测仪器和靶标板的相对位置关系,计 算与分析光谱图像,验证仪器的儿何性能及成像效果 检验规则 7.1功能 系统功能检验项目见表1 表1系统功能检验项目 序号 检验项目 鉴定检验 交付检验 备注 -般功能 分别在试验室条件,环境试验条件和地面验证试 探测功能 验条件下运行设备的功能,故障次数为0 环境 定标功能 参数变化范围应覆盖工作环境可能变化范围,关 数据打包与处理功能 机、休眠和唤醒功能的环境条件应覆盖可能的极 自主控温功能 限环境条件 休眠和唤醒功能 "表示必做的检验;"-"表示选做的检验 注 7.2性能 7.2.1光谱性能 光谱性能检验项目见表2 表2光谱性能检验项目 序号 检验项目 交付检验 鉴定检验 备注 光谱范围 在标准光学实验室条件下进行高精度定标和测 光谱分辨力 量 ,并在环境试验和地面验证试验中测量性能参 中心波长 数的变化 光谱定标不确定度 注 "表示必做的检验 7.2.2辐射响应性能 辐射响应性能检验项目见表3
GB/T41211一202 表3辐射响应性能检验项目 序号 检验项目 鉴定检验 交付检验 备注 动态范围 在标准光学实验室条件下进行高精度定标和测 辐射响应灵敏度 ,并在环境试验和地面验证试验中测量性能参 量 暗背景数据 数的变化 辐射定标不确定度 "表示必做的检验 注: 7.2.3几何性能 几何性能检验项目见表4 表4几何性能检验项目 序号 检验项目 鉴定检验 交付检验 备注 探测距离 视场角(FOv 瞬时视场角(IFOV 指向角 在标准光学实验室环境下检测,在环境试验和地 面验证试验条件下检测其变化 空间分辨率 焦距了1 光学系统传递函数 成像几何畸变 注;“ ”表示必做的检验 7.2.4信噪比 信噪比检验项目见表5 表5信噪比检验项目 交付检验 序号 检验项目 备注 信噪比(标准环境 在标准光学实验室条件下进行高精度定标和测量 信噪比(工作环境 在工作环境试验和地面验证试验中进行测量 注 ”表示必做的检验 7.3环境适应性 7.3.1环境适应性试验 环境适应性试验检验项目见表6 10
GB/41211一2021 表6环境适应性试验检验项目 序号 检验项目 鉴定检验 交付检验 备注 热环境 可根据5.3.1给出的相关标准执行 各环境试验 力学环境 项目的参数应覆盖发射全过程、目的地环境、工 抗空间辐照 作平台的所有可能的参数范围 电磁兼容性 注:“ ”表示必做的检验;“"表示选做的检验 尘埃环境适应性试验 7.3.2 尘埃环境适应性试验检验项目见表7 表7尘埃环境适应性试验检验项目 序号 检验项目 鉴定检验 交付检验 备注 风吹尘埃 可参照5.3.2给出的实例进行检验 自然降尘 注 "表示必做的检验

月球与行星原位光谱探测仪器通用规范GB/T41211-2021解读

一、背景介绍

随着航天技术的发展，探索月球和行星表面成分及其环境已成为热门话题。而原位光谱探测技术则是目前探测手段中最为常见且有效的方法之一。

然而，不同厂家生产的探测仪器性能各异，规范化管理显得尤为重要。针对此问题，我国发布了含盖月球和行星两类天体的原位光谱探测仪器共性技术要求，即GB/T41211-2021标准，旨在规范探测仪器的设计、制造、测试等方面，提高探测数据的可靠性和科学价值。

二、规范概述

GB/T41211-2021共分为8个章节，包括：范围、术语和定义、性能指标、设计要求、制造要求、试验与考核、质量保证和标识、包装、运输和储存等。

其中，GB/T41211-2021规定了原位光谱探测仪器的外观与机械尺寸、光学系统、光谱系统、电子系统、环境适应性、耐振动性等方面的技术要求，并提出了试验方法及考核标准。

三、重点解读

在GB/T41211-2021中，一些重要的指标需要特别关注。例如：

• 分辨率：衡量光谱分辨率的参数，是检验仪器精度的重要依据；
• 光谱覆盖范围：决定了探测仪器在特定波段内所能检测到的元素或分子种类；
• 信噪比：反映了仪器采集数据的可靠程度，高信噪比意味着更准确的数据结果；
• 温度范围：仪器必须能承受特殊环境的温度波动，确保其在极端环境下仍能正常工作。

四、规范意义

GB/T41211-2021标准的发布，对于推进我国原位光谱探测技术的发展具有重要的促进作用。一方面，它规范化了探测仪器的制造和测试流程，提高了产品的可靠性和稳定性；另一方面，它也为相关研究人员提供了统一的技术标准，促进了科研成果的交流和共享。

五、结语

总之，GB/T41211-2021标准的发布为原位光谱探测技术的应用提供了统一的技术标准，促进了科研成果的交流和共享，为我国深入探索月球和行星表面成分及其环境提供了有力支撑。我们期待着，在GB/T41211-2021标准的指引下，更多优秀的原位光谱探测仪器被制造出来，并得以广泛应用于未来的太空探测任务中。

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