《第四代光谱辐射度国家基准装置的研制与量传能力的提升》

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项目属于计量领域。

1.研究目的:光谱辐射度国家基准是复现和保存光谱辐射亮度、照度、色温计量单位、统一全国量值的最高源头,是国际六项光学关键比对的第一项。针对第三代基准测量不确定度大、光谱辐射亮度无国际等效能力、照度与国际发散较大等问题,项目自主研制了全新的第四代光谱辐射度基准、副基准装置5套,填补短波紫外和分布温度计量的空白。

2.主要技术创新点:

1)新基准的测量能力位居国际前列。三项权威国际比对证明:中国光谱辐射亮度和照度测量的国际排名为第3和第4。国内首次采用WC-C高温共晶点测温技术,误差由0.81K减小至0.64K;研制互补型测量系统,紫外信噪比提升250倍;建立数学模型修正了辐照不均匀和大气散射与吸收,误差减小了0.3%和0.29%。新基准和紫外标准的测量不确定度分别改善为原证书的1/2~1/6和1/3。

2)率先创建基于径向基函数神经网络的曲线拟合方法,实现基准量值的精准化传递,准确度提升1个数量级;提出双反射板非线性绝对测量新方法,误差从2%减小至0.05%。

3)国际首次提出微分求积的七点带宽修正法,使窄带光源的峰值辐射测量误差降低6倍,实现了基准对LED等新型光源的高精度量值传递。

3.成果产生的价值:

1)国际影响力大幅提升:光谱辐射亮度、照度新基准量值的国际发散分别为0.46%(首次参比)和0.45%(较以前减小一半);通过国际同行评审,获得14项国际互认的检测校准能力;受邀成为国际照明学会、紫外LED工作组、中欧龙计划第四期成员。

2)建立新的覆盖全国的量传体系,确保国内量值准确一致:完成10项国家计量法规的制修订,建标25项。推出自主研制的计量标准器425套,建立6个行业定标实验室,提供量传服务12476次。

3)典型应用成果:为风云三号卫星光学载荷提供计量支撑;使中国臭氧测量达到国际最高等级;对月观测数据的国际一致性提升10倍;为军工火箭尾焰追踪测量提供三种技术方案,发散小于0.78%;打破国外化妆品检测对中国市场的长期垄断;确保国家高分辨率遥感综合定标场(全球四个示范场之一)的实测数据国际等效,加入NASA示范卫星全球比对网。

精准的国家基准为光谱辐射度学科和精密测量技术的发展提供了计量学支撑。项目培养博士后3名、硕士2名、省市计量骨干10人。发表美国、中国授权发明专利共2项,专著(副主编)1本、论文56篇(SCI检索4篇,EI检索25篇)。

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