AWRAMS 水面輻射自動(dòng)云臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)
AWRAMS 水面輻射自動(dòng)云臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)（AWRAMS，Above-Water Radiance Auto Measuring System）是一款水色遙感表觀光學(xué)特性自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，將采集的表觀光譜信息，記錄在本地存儲(chǔ)單元，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)上傳至預(yù)設(shè)的服務(wù)器。該儀器為精確的高光譜分析應(yīng)用提供*的方便，可在UV/VIS范圍測(cè)量水面處向下太陽(yáng)輻照度，海面輻亮度及天空輻亮度，并且服務(wù)器后臺(tái)配套處理軟件可以處理、計(jì)算得到離水輻亮度和遙感反射率等參數(shù)，形成數(shù)據(jù)產(chǎn)品。為水體生物光學(xué)模型提供關(guān)鍵參數(shù)，通過(guò)水色要素反演，可得到水體葉綠素、懸浮物質(zhì)和有色溶解有機(jī)物CDOM濃度等。此外，還可用來(lái)估算浮游植物的豐度和初級(jí)生產(chǎn)力，檢測(cè)赤潮、藻華，驗(yàn)證衛(wèi)星水色觀測(cè)數(shù)據(jù)等。
水面高光譜輻射自動(dòng)云臺(tái)測(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)由1個(gè)輻照度傳感器和2個(gè)輻亮度傳感器組成。輻亮度傳感器的觀測(cè)角度可手動(dòng)調(diào)整，此特殊角度設(shè)計(jì)可使上行水面輻亮度傳感器與下行天空輻亮度傳感器與水面的夾角相同，方便計(jì)算離水輻亮度與遙感反射率，用于遙感建模，可用于固定平臺(tái)連續(xù)測(cè)量。
云臺(tái)系統(tǒng)介紹
云臺(tái)系統(tǒng)為可按照預(yù)設(shè)策略，控制轉(zhuǎn)臺(tái)角度，采集輻射量并自動(dòng)上傳的傳感器輔助測(cè)量系統(tǒng)，包括硬件平臺(tái)和配套處理軟件。可快速獲取控制點(diǎn)經(jīng)緯度，用于各類(lèi)樣區(qū)的定位、編輯和標(biāo)繪。
1）基座和動(dòng)力部分。
2）方位角轉(zhuǎn)臺(tái)：采用高精度閉環(huán)伺服控制，保證精度和分辨率。
基座及傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)部分：均采用316 L防腐不銹鋼加工而成，在沿海、湖泊、河流等使用場(chǎng)合，均可做到防腐防銹。設(shè)備防護(hù)級(jí)別為IP67級(jí)別，可以耐受雨淋、風(fēng)沙、日曬，環(huán)境工作溫度范圍為-10℃～50℃。
3）定位可選用GPS/北斗定位信號(hào)：保證精度范圍在2 m，授時(shí)誤差小于0.5 s。
4）4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊：可使系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并可將監(jiān)控視頻或圖像上傳至云服務(wù)器。
5）系統(tǒng)由24 V直流供電：供電電壓范圍可以適應(yīng)18～30 V，對(duì)各種蓄電池/風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性。
軟件功能介紹
配套處理軟件可以得到光譜ES、LW、Rrs和nLW等參數(shù)產(chǎn)品。軟件使用圖形用戶界面設(shè)計(jì)，界面簡(jiǎn)潔、友好，無(wú)需用戶過(guò)多設(shè)置，導(dǎo)入數(shù)據(jù)和設(shè)備文件即可處理出需要的數(shù)據(jù)文件，并可進(jìn)行圖像瀏覽和保存。
特點(diǎn)及應(yīng)用
特點(diǎn)
高分辨率輻照度和輻亮度測(cè)量
輻亮度傳感器相對(duì)天頂角的測(cè)量角可調(diào)
帶云臺(tái)，可在方位角自控水平旋轉(zhuǎn)，方位角可按預(yù)設(shè)與太陽(yáng)方位角關(guān)聯(lián)
太陽(yáng)方位角根據(jù)GPS地理位置和授時(shí)自動(dòng)計(jì)算
可無(wú)人值守運(yùn)行，按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)定時(shí)測(cè)量
數(shù)據(jù)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)上傳至預(yù)設(shè)的服務(wù)器
本地可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于SD卡，以備網(wǎng)絡(luò)通訊不暢時(shí)緩存數(shù)據(jù)
帶有攝像頭，可記錄或上傳被測(cè)位置水面和天空的現(xiàn)場(chǎng)情況
可帶有后備電源系統(tǒng)，在斷電后可連續(xù)運(yùn)行48小時(shí)
傳感器式設(shè)計(jì)，可連續(xù)采集光譜數(shù)據(jù)
低功耗，適合野外使用
應(yīng)用范圍廣，適合各種野外環(huán)境，從赤道到兩極都可使用
精度高，積分時(shí)間自適應(yīng)，也可手動(dòng)設(shè)置
納米涂層技術(shù)，防污染
應(yīng)用
離水輻亮度測(cè)量、遙感反射率測(cè)量
水色要素反演——葉綠素、藍(lán)藻、CDOM、懸浮物質(zhì)等
衛(wèi)星數(shù)據(jù)驗(yàn)證——衛(wèi)星數(shù)據(jù)的地面實(shí)證
海洋水色遙感研究、湖泊研究
藻類(lèi)水華研究、海洋生產(chǎn)力估算
氣候?qū)W——大氣研究
極地生物研究、海岸帶研究
遙感反演模型的建立，光學(xué)模型研究
技術(shù)參數(shù)
RAMSES傳感器參數(shù)列表
| | ACC余弦輻照度 | ARC輻亮度 | ASC球形輻照度 |
|---|
| UV | UV/VIS | VIS | VIS | VIS |
|---|
| 波長(zhǎng)（nm） | 280~500 | 280~720 | 320~950 | 320~950 | 320~950 |
| 檢測(cè)器 | 256 通道硅光電檢測(cè)器 |
光譜采樣 [nm/pixel] | 2.2 | 2.2 | 3.3 | 3.3 | 3.3 |
| 光譜精度 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 實(shí)際通道 | 100 | 200 | 190 | 190 | 190 |
| | ACC余弦輻照度 | ARC輻亮度 | ASC球形輻照度 |
|---|
| UV | VIS | VIS | VIS |
|---|
| 波長(zhǎng)（nm） | 280~500 | 320~950 | 320~950 | 320~950 |
典型飽和度 (IT: 4 ms)
單位：Wm-2 nm-1 | 20 (300 nm)*
17 (360 nm)*
18 (500 nm)* | 10 (400 nm)*
8 (500 nm)*
14 (700 nm)* | 1Wm-2 nm-1 sr-1 (500 nm) | 20 (400 nm)*
12 (500 nm)*
15 (700 nm)* |
典型NEI (IT: 8 s)
單位：μWm-2 nm-1 | 0.85 (300 nm)**
0.75 (360 nm)**
0.80 (500 nm)** | 0.4 (400 nm)**
0.4 (500 nm)**
0.6 (700 nm)** | 0.25 μWm-2 nm-1 sr-1 | 0.8(400 nm)**
0.6(500 nm)**
0.8(700 nm)** |
| 收集器類(lèi)型 | 余弦檢測(cè)器 | FOV：空氣中7° | 球形檢測(cè)2Pi |
| 精度 | 優(yōu)于6~10%（取決于波長(zhǎng)范圍） | 優(yōu)于6% | 優(yōu)于5% |
| 積分時(shí)間 | 4 ms~8 s |
傳感器技術(shù)規(guī)格
| 測(cè)量原理 | 輻照度或輻亮度 |
| T100響應(yīng)時(shí)間 | ≤ 10 s （脈沖模式） | 測(cè)量角度 | 40°±10° |
| 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) | - | 測(cè)量間隔 | ≤ 8 s（脈沖模式） |
| 外殼材質(zhì) | 不銹鋼（1.4571/1.4404）或鈦合金（3.7035） |
| 大小（L x Φ） | ACC：260 mm x 48 mm
ASC：245 mm x 48 mm
ARC：300 mm x 48 mm | 重量 | 不銹鋼：~ 0.9 kg 鈦：~ 0.7 kg |
| 數(shù)字接口 | RS-232 （TriOS） | 系統(tǒng)兼容性 | RS-232（TriOS協(xié)議） |
| 電源 | 8~12 VDC （± 3 %） | 功耗 | ≤ 0.85 W |
| 大壓力 | SubConn：30 bar | 防水等級(jí) | IP68 |
| 采樣溫度 | +2~+40 °C | 環(huán)境溫度 | +2~+40 °C |
| 保存溫度 | -20~+80 °C | 流入速度 | 0.1~10 m/s |
| 校準(zhǔn)/維護(hù)間隔 | 24個(gè)月 | 選配傳感器 | 傾角傳感器：±45°
壓力傳感器：0~5 Bar、0~10 Bar、0~50 Bar可選 |
