高精度水下剖面反射率测量仪器

基于近30年的光谱辐射仪设计经验，美国生物球仪器公司（Biospherical Instruments Inc.）最近推出了一款新型海洋水色研究工具——PRR-800型高精度剖面反射率辐射仪（Profiling Reflectance Radiometer）。它们集成了高精度辐亮度（Radiance）和辐照度（Irradiance）光学系统、高速数据采集系统和高级电子系统，并且便携、坚固耐用。

PRR-800是一款15至19波段反射率辐射仪，其波长包括了SeaWiFS（装载在美国SEASTAR卫星上的第二代海色遥感传感器）的所有波长。标准配置为每端15波段，可升级为19波段。PRR-800有30个特制的高精度低噪音的检测器通道，具备高通道计数功能。此外，关键技术的模块化设计允许仪器扩展到38波段的Ed或Lu，从而不用牺牲动态量程和谱纯度即可达到高光谱分辨率。

PRR-800与PRR-810	带鳍的PRR-800

通用型余弦集电器简化了校正步骤，而且水下（PRR-800）和空气中（PRR-810）均可使用。此外，PRR-800的内置数采系统整合了最新的动态量程技术，使得仪器测量范围非常广，既可在浊度很高的水体中使用，也可在强光下测量。

PRR-800有3种工作模式。标准模式为固定在不锈钢制的水下支架上，利用电缆拖放进行剖面分析。在高浊度水体中，可采用第二种工作模式，即将PRR拆成两部分，使得辐亮度和辐照度传感器在同一个光学平面上测量。第三种模式是用复合泡沫塑料对仪器头部进行保护，并加上两个鳍，进行自由拖放测量，这样可以避免船体遮荫的影响。


关键特性
1) 标注配置为每端15个波段，可升级为19波段，包括所有SeaWiFS波段和多数MODIS波段
2) 体型小巧（10 cm x 56 cm）、电池供电，可手工拖放，可在浅水区使用
3) 可选配相应的PRR-810型水面辐射仪
4) 可选择拆分模式和自由拖放模式
5) 通用型余弦集电器简化了校正步骤，可水下（PRR-800）或空气中（PRR-810）均可使用
6) 高速采集水下辐照度和辐亮度以及水面辐射的数据
7) 10级动态量程

PRR-800适合于高速、高光谱精度的测量整个真光层的海洋水色。

由于体积小巧（10 cm x 56 cm），大大较弱了遮荫作用，并且可以方便的在船上手工拖放。它既可以装在水下支架上作垂直剖面分析，也可以直接（不用水下支架）将其放入水中测量。采用后者时，仪器会在水下发生漂离，这样可以避免船的阴影对测量结果的影响。

在混浊水体中测量时，可采用PRR的拆分模式，将Ed测量头和Lu测量头拆开后装在一个特制的“T”型架上，让两个传感器在同一个平面上测量，尽量减小测量误差。

除了标准的15个辐亮度通道和15个辐照度通道外，PRR-800还装配有双轴倾斜度传感器、PRT水温传感器、压力/深度传感器和一个光路二极管阵列温度传感器。其它可选传感器包括：暗电流二极管、光电透射仪、荧光仪和4个辅助传感器（如后向散射等）。

采用PRR的拆分模式，将Ed测量头和Lu测量头拆开后装在一个特制的“T”型架上，让两个传感器在同一个平面上测量

PRR-810水面辐射仪
PRR-810是一个水面下行辐射传感器，它与水下传感器配合使用，但它是在空气中工作。PRR-810也可装配倾斜度传感器，这样在后期处理数据时可以只选择近天顶点的数据。
 
校准
采用美国国家标准研究所（NIST）可追踪认证方法进行校准。
数据采集策略
每个测量头有独立的微处理器和数采系统。这些微处理器同时采集数据、分别编辑后进行传输。如果每个测量头有19个波段的话，最大采集速率可达15 Hz。波段越少，采集速率越高。

软件
工作软件PROFILER完全与Windows 98、NT、2000和XP系统兼容，进行实时在线测量。用户可以设置采集速度、平均时间、剖面设置等。作剖面时，软件会显示3个图形（随时间变化图、剖面图和光谱图），实时显示通道数据、仪器深度、倾斜度以及记录的数目。软件还允许用户作注释。

PROFILER软件工作界面

技术参数