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Polarization upgrade of specMACS: calibration and characterization of the 2D RGB polarization-resolving cameras

Weber, Anna und Kölling, Tobias und Pörtge, Veronika und Baumgartner, Andreas und Rammeloo, Clemens und Zinner, Tobias und Mayer, Bernhard (2024) Polarization upgrade of specMACS: calibration and characterization of the 2D RGB polarization-resolving cameras. Atmospheric Measurement Techniques (AMT), 17 (5), Seiten 1419-1439. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-17-1419-2024. ISSN 1867-1381.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
11MB

Kurzfassung

The spectrometer of the Munich Aerosol Cloud Scanner (specMACS) is a high-spatial-resolution hyperspectral and polarized imaging system. It is operated from a nadir-looking perspective aboard the German High Altitude and LOng range (HALO) research aircraft and is mainly used for the remote sensing of clouds. In 2019, its two hyperspectral line cameras, which are sensitive to the wavelength range between 400 and 2500 nm, were complemented by two 2D RGB polarization-resolving cameras. The polarization-resolving cameras have a large field of view and allow for multi-angle polarimetric imaging with high angular and spatial resolution. This paper introduces the polarization-resolving cameras and provides a full characterization and calibration of them. We performed a geometric calibration and georeferencing of the two cameras. In addition, a radiometric calibration using laboratory calibration measurements was carried out. The radiometric calibration includes the characterization of the dark signal, linearity, and noise as well as the measurement of the spectral response functions, a polarization calibration, vignetting correction, and absolute radiometric calibration. With the calibration, georeferenced, absolute calibrated Stokes vectors rotated into the scattering plane can be computed from raw data. We validated the calibration results by comparing observations of the sunglint, which is a known target, with radiative transfer simulations of the sunglint.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/206336/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Polarization upgrade of specMACS: calibration and characterization of the 2D RGB polarization-resolving cameras
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weber, AnnaMeteorologisches Institut, Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kölling, TobiasMeteorologisches Institut, Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pörtge, VeronikaMeteorologisches Institut, Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-9019-6294NICHT SPEZIFIZIERT
Baumgartner, AndreasAndreas.Baumgartner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8495-5407NICHT SPEZIFIZIERT
Rammeloo, ClemensClemens.Rammeloo (at) npl.co.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zinner, TobiasMeteorologisches Institut, Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mayer, BernhardMeteorologisches Institut, Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 März 2024
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques (AMT)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:17
DOI:10.5194/amt-17-1419-2024
Seitenbereich:Seiten 1419-1439
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-1381
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polarization, calibration, characterization, specMACS, camera
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HGF - Programm:Raumfahrt
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Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Experimentelle Verfahren
Hinterlegt von: Baumgartner, Andreas
Hinterlegt am:13 Sep 2024 09:08
Letzte Änderung:13 Sep 2024 09:08

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