Implementierung des Hyperspektralsensors ROSIS in ein neues Kalibrierlabor

Abstract

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. betreibt am Standort Oberpfaffenhofen eine Reihe von Sensoren für die flugzeuggestützte Fernerkundung der Erdoberfläche. Einer dieser Sensoren ist der Hyperspektralsensor ROSIS, welcher elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 860 nm detektiert. Derartige Sensoren werden regelmäßig im Optiklabor unter bekannten Umgebungsbedingungen spektral, geometrisch und radiometrisch kalibriert, um so ihre Übertragungseigenschaften zu bestimmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden diese Kalibriermessungen, welche bisher zeitaufwendig im manuellen Betrieb durchgeführt wurden, in einem am Standort neu aufgebauten Optiklabor in den automatischen Betrieb übergeführt. Zunächst wurde dabei die an die Laborinfrastruktur angepasste Sensorsoftware getestet und bestehende Fehler aufgezeigt. Nach der Sensorjustage auf der optischen Bank wurde anhand von Messungen das allgemeine Verhalten des Sensors im Labor analysiert. Um Erkenntnisse über das Zusammenwirken der Messgeräte und des Sensors zu erhalten, wurde sensorseitig die Positioniergenauigkeit eines drehbaren Umlenkspiegels, anlagenseitig das optischmechanische Verhalten des Monochromators (Reproduzierbarkeit der Spaltbreiten-Einstellung, der Einfluss der Spaltbreite auf das Sensorsignal sowie die Homogenität der Spaltausleuchtung) untersucht. Mit diesem Wissen wurden anschließend die Einstellparameter der Messgeräte und des Sensors für die abschließend durchgeführte spektrale Sensorcharakterisierung festgelegt. So konnten die spektralen Eigenschaften bei ausgewählten Wellenlängen und Blickwinkeln ermittelt werden.