极地考察船上的全天相机长啥样？

你有没有想过，被广泛认定为vlog神器的全景相机，其实是可以用来参与科研工作的？

比如全天云图观测。获取全天无死角的全天空图像是测量全天空云的前提。近些年来，数字图像采集设备和数字图像处理技术得到迅猛发展，国内外涌现了许多地基云全天空观测设备。

还比如我国的极地科考船“雪龙”号上，也有一台这样的全天观测相机。

图1.整装待发的雪龙号（图源：国家天文科学数据中心）

雪龙号从1994年代替“极地”号服役。截止到2018年，雪龙号共成功完成8次北极航行和34次南极航行，是我国南北极科考的重要组成部分，并且承担着大量的南北极科考任务。雪龙号每年进行两次极地科考，航行期间，雪龙号将穿越全球不同纬度地区，抵达极地后开展科考作业。

图2.上：雪龙号第8次北极航行航线; 下：雪龙号第34次南极航行航线（图源：极地视线http://polarscanner.org/）

为了用于科研工作的观测设备，其要求自然要比民用级别的vlog全景相机高得多。想要保证设备能够在雪龙号上正常稳定的工作，防水性能、低温耐受性能、高温耐受性能、除露除霜性能以及成像防抖性能等等，每一项都不能含糊。

诶？极地科考设备为什么还要耐高温？

这是因为全天科研相机在去往极地的路上就要工作了。以南极路线为例，雪龙号航行期间将穿越温带、亚热带、热带、寒带等不同气候带，期间设备需要能承受60℃至-30℃的高温和寒冷。

不仅如此，设备还需要具备自动除霜的能力，防止高湿度和高盐分腐蚀的能力，以及应对船体颠簸和西风带强气流的抗震能力。

那么，这样一台被各种要求的相机到底长什么样呢？

图3.QHY5III174相机与Sony IMX174 Exmor CMOS图像传感器（图源：国家天文科学数据中心）

整套设备的核心是经过特殊定制的QHY5III174相机，搭载Sony IMX174 Exmor CMOS图像传感器。同时在外部进行了严格的防水、防尘、温控、干燥、防抖系统设计。同时设备与自研的数据平台相连，保证数据可以快速分析与共享。

图4.雪龙号全天相机装置实拍（图源：国家天文科学数据中心）

图5.一图看万千气象（图源：国家天文科学数据中心）

2018年，雪龙号成功完成了第8次北极科考和第34次南极科考。无论昼夜，无论晴雨，全天相机始终在它的位置上，默默记录着周围的变化，正如默默旅行的雪龙号和科考队成员们。正是因为有他们的存在，我们才能更多感受到这个世界的变化与波澜。

图6.雪龙号上的全景相机（图源：国家天文科学数据中心）

参考文献：《雪龙号极地科考船全天相机系统的设计与研究》，崔顺，2019年4月，硕士毕业论文，北京工业大学《基于卷积神经网络的全天空地基云图分类研究》，崔顺，许允飞，苏丽颖等。天文研究与技术，2019, Vol. 16(2): 225-235

作者简介：李丁也，摄影爱好者兼天文爱好者，长期从事天文摄影及特殊题材摄影和科普工作，曾与央视直播等媒体合作进行天文摄影和直播活动。

责编：万昊宜、袁凤芳

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