，實驗僅測量了 2個角度的水體光譜，分別是 (0 :40, 0 :-45)、（ 0 :40, 0 :135)，135 度對稱過去就是-45 度。
[0022] 如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實用新型提供的一種水體表觀光譜二向性 自動測量裝置，包括總控系統(tǒng)1、觀測幾何自動調整系統(tǒng)2、全球定位系統(tǒng)3、多角度光學測 量系統(tǒng)4 ;總控系統(tǒng)1包括控制電路板11和第一水密外殼；控制電路板11上設置有數(shù)據(jù)存 儲卡111，用于儲存測量的光譜數(shù)據(jù)；第一水密外殼由第一封蓋121和第一殼體122裝配而 成，其內為中空結構，控制電路板11安裝在所述的中空結構內；第一封121頂部設置有電源 接口 1211、第一通訊接口 1212、第二通訊接口 1213和第三通訊接口 1214 ;電源接口 1211與 外部電源連接，第一通訊接口 1212通過電纜與觀測幾何自動調整系統(tǒng)2電氣連接，第二通 訊接口 1213通過電纜與全球定位系統(tǒng)3電氣連接，第三通訊接口 1214通過電纜與多角度 光學測量系統(tǒng)4電氣連接；觀測幾何自動調整系統(tǒng)2主要包括控制單元21、旋轉驅動單元、 方位跟蹤單元23、旋轉臺24和底座25 ;控制單元21提供與總控系統(tǒng)1通訊的接口，與旋轉 驅動單元、方位跟蹤單元23電氣連接；旋轉驅動單元包括電機驅動板221、步進電機222、蝸 輪傳動機構和電機固定板224 ;電機驅動板221與步進電機222電氣連接，步進電機222通 過螺紋連接件與電機固定板224下底面固定連接、其轉動軸與安裝在電機固定板224上表 面的蝸輪傳動機構固定連接；方位跟蹤單元23為一姿態(tài)傳感器，用于實時跟蹤旋轉臺24轉 動的方位；旋轉臺24包括轉動盤241、支撐轉軸242和儀器布放支架，支撐轉軸242固定安 裝在轉動盤241下表面上，儀器布放支架固定安裝在轉動盤241上表面；方位跟蹤單元23 為一三軸電子羅盤傳感器，通過螺紋連接件固定安裝在儀器布放支架頂端；底座25由頂蓋 251和底座殼體252裝配而成，其內為中空結構，中空結構內設有內部安裝架253,內部安裝 架253上設置有安裝孔，用于通過螺紋連接件將控制單元21和電機驅動板221固定安裝在 其上；頂蓋251中央安裝有旋轉軸承254,底座殼體252底部設置有與總控系統(tǒng)1的第一通 訊接口 1212連接的第四通訊接口 2521 ;控制單元21和電機驅動板221固定安裝在內部安 裝架253上；電機固定板224固定安裝在頂蓋251下表面上，使整個旋轉驅動單元都處于底 座25的中空結構內；支撐轉軸242穿過旋轉軸承254與蝸輪傳動機構固定連接；蝸輪傳動 機構由轉動蝸輪2231、從動蝸輪2232和傳動帶2233組成；支撐轉軸242穿過旋轉軸承254 與從動蝸輪2232固定連接，轉動蝸輪2231通過傳動帶2233與從動蝸輪2232連接；全球定 位系統(tǒng)3包括天線31、GPS電路板32和第二水密外殼；第二水密外殼由第二封蓋331和第二 殼體332裝配而成，其內為中空結構，GPS電路板32安裝在中空結構內；第二封蓋331頂部 設置有與總控系統(tǒng)1的第二通訊接口 1213連接的第五通訊接口 3311和天線接口 3312,天 線接口 3312通過標配連接線連接到天線31上；全球定位系統(tǒng)3用于獲取實驗地點的經煒 度信息；多角度光學測量系統(tǒng)4包括若干套能夠獨立完成測量同一方位上的水體輻亮度、 天空光輻亮度和下行輻照度光譜數(shù)據(jù)的工作的光譜儀傳感器組，每套光譜儀傳感器組由三 個光譜儀傳感器組成，分別是2個輻亮度傳感器41和1個輻照度傳感器42 ;儀器布放支架 包括主支撐架2431和若干組結構相同的支撐臂，每一組支撐臂包括2個輻亮度傳感器支撐 臂2432和1個輻照度傳感器支撐臂2433 ;輻亮度傳感器支撐臂2432可固定2個輻亮度傳 感器41與水面法線成預設夾角分別指向天空和水面；輻照度傳感器支撐臂2433可固定輻 照度傳感器42垂直指向天空；光譜儀傳感器組分別安裝在儀器布放支架的不同方位上，用 于測量各自方位上的光譜數(shù)據(jù)。
[0023] 請見圖6,利用本實用新型進行的鄱陽湖水體表觀光譜二向性觀測步驟如下：
[0024] 步驟1 :如圖2所示，在實驗地點安裝本實用新型的裝置，首先，在待測水體中安裝 固定支架，使固定支架露出水面適當?shù)母叨?，在固定支架上自頂向下依次安裝多角度光學 測量系統(tǒng)4和觀測幾何自動調整系統(tǒng)2、全球定位系統(tǒng)3和總控系統(tǒng)1，通過電纜將電源接 口 1211連接到外部電源；
[0025] 步驟2 :位置信息輸入；
[0026] 總控系統(tǒng)1與全球定位系統(tǒng)3通訊，進而獲取實驗地點的地理坐標信息，然后將坐 標信息通過第一通訊接口 1212傳送給觀測幾何自動調整系統(tǒng)2的控制單元21 ;
[0027] 步驟3 :實時時間信息輸入；
[0028] 總控系統(tǒng)1將測量時間信息通過第一通訊接口1212傳送給觀測幾何自動調整系 統(tǒng)2的控制單元21 ;
[0029] 步驟4 :太陽方位角計算；
[0030] 觀測幾何自動調整系統(tǒng)2的控制單元21計算此時的太陽方位角，將步驟2和步驟 3輸入的位置信息和時間信息作為計算太陽方位角Y的輸入?yún)?shù)，計算太陽方位角Y的公 式如下：
[0031]
[0032] 其中，h為太陽高度角，滬為觀測地點的地理煒度，S為太陽赤煒角，觀測地點午前 太陽方位角Y為360° -A，午后太陽方位角y為A;
[0033] 步驟5 :觀測幾何自動調整；
[0034] 安裝在方位跟蹤單元23上的三軸電子羅盤傳感器，分別獲取到X、Y、Z三軸的磁場 強度，計算得到水體表觀光譜觀測儀器方位角，即X軸與正南方向的夾角B:
[0035] 8 =七&1^(丫/父）*180。/ji+180。；
[0036] X、Y分別是X軸和Y軸的磁場強度對應的數(shù)字量化輸出值；
[0037] 控制單元21 -邊下達指令給旋轉驅動單元，讓所述電機驅動板221驅動步進電機 222,從而通過蝸輪傳動機構帶動旋轉臺24及承載在旋轉臺24上的多角度光學測量系統(tǒng)4 進行旋轉，一邊實時將計算得到的水體表觀光譜觀測儀器方位角B與步驟4計算得到的太 陽方位角Y進行比較，當水體表觀光譜觀測儀器方向與太陽直射方向夾角達到預設角度 時，控制單元21下達停止轉動的命令給旋轉驅動單元，實現(xiàn)了多角度光學測量系統(tǒng)4的觀 測幾何的自動調整；
[0038] 步驟6 :多角度光譜采集；
[0039] 總控系統(tǒng)1通過第三通訊接口分別控制安裝在儀器布放支架不同方位上的光譜 儀傳感器組，同時采集所有觀測方位的水體輻亮度、天空光輻亮度及下行輻照度光譜數(shù)據(jù)。
[0040] 按照上述方法，本實施例裝置在鄱陽湖水體表觀光譜二向性研宄實驗中實現(xiàn)了兩 個觀測方位上的水體表觀光譜的自動測量。
[0041] 盡管本說明書較多地使用了總控系統(tǒng)1，控制電路板11，數(shù)據(jù)存儲卡111，第一水 密外殼，第一封蓋121，第一殼體122,電源接口 1211，第一通訊接口 1212,第二通訊接口 1213,第三通訊接口 1214,觀測幾何自動調整系統(tǒng)2,控制單元21，旋轉驅動單元，電機驅動 板221，步進電機222,蝸輪傳動機構，轉動蝸輪2231，從動蝸輪2232,傳動帶2233,電機固定 板224,方位跟蹤單元23,旋轉臺24,轉動盤241，支撐轉軸242,儀器布放支架，輻亮度傳感 器