大氣溫室氣體是導致全球平均氣溫和海溫升高、大范圍雪和冰融化、以及海平面上升等全球氣候變化的重要因素，特別是二氧化碳的排放是當今世界最為關注的地球大氣環境問題。實現對全球大氣溫室氣體(尤其是二氧化碳)的高精度探測，對我國制定相關氣候應對措施具有深遠影響，將為我國的環境外交政策提供強有力的技術支撐和保障。基于目前科學技術水平，準確把握二氧化碳的全球變化，是目前空間遙感探測的熱點和難點，需要充分依靠高靈敏度和高光譜分辨率的遙感探測技術。
由我所承擔的院空間科技創新基地重要方向項目“超光譜環境遙感監測關鍵技術研究”經過近2年攻關，研制成功基于空間外差光譜技術(SHS — Spatial Heterodyne Spectroscopy)的大氣主要溫室氣體二氧化碳航空遙感探測試驗樣機。該技術目前已被列入高光譜觀測衛星與環境減災小衛星的溫室氣體探測計劃。
日前，在山東日照進行的機載試驗受到中國海監北海支隊的大力支持，機載試驗樣機裝載于中國海監Y-12飛機，實現一次裝機，一次校飛獲取信息。試驗共飛行兩架次，約9個半小時，兩個飛行高度(500m、1000m)，飛行區域為山東日照市區及附近郊區，選擇了農田、工業區、海岸灘涂等典型地表區域，獲取了大量數據。預處理結果表明了試驗樣機完全到達了設計指標，即在大氣二氧化碳最主要的吸收波段1575nm范圍中，得到光譜分辨率為0.1nm的實際大氣二氧化碳吸收光譜，與理論計算對比一致。這些遙感數據將成為反演大氣環境中二氧化碳柱濃度不可替代的和最直接的依據。下圖為二氧化碳機載試驗樣機、機載試驗狀況及大氣二氧化碳超光譜曲線。
空間外差光譜技術是近年發展起來的一種新型超光譜遙感探測技術，與傳統的傅立葉干涉系統(如日本的GOSAT)和衍射光柵系統(如歐洲的ENVISAT、美國的OCO)高分辨光譜遙感技術相比，空間外差光譜技術更具有針對性，該技術綜合了衍射及空間調制干涉技術于一體，在限定的光譜范圍內可達到很高的光譜分辨率和信噪比，且具有結構緊湊、無運動部件等特點，因而成為高精度大氣成分遙感探測的優選技術之一。
安徽光機所是國內最早開展空間外差光譜技術實驗研究的單位之一，先后獲得了國家自然基金、863項目、院創新基金的支持。2008年在院重要方向項目支持下，集中攻克了空間外差一體化干涉儀核心技術，解決了大氣溫室氣體空間外差光譜遙感系統設計及定標(輻射、光譜以及吸收池)等關鍵技術，針對二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等大氣溫室氣體的探測研制了機載遙感試驗樣機和干涉儀組件。
本次校飛試驗結果表明，歷時兩年自主研發的二氧化碳空間外差光譜儀系統指標先進、性能穩定。本次校飛試驗，不僅在國內首次獲得了高分辨率大氣二氧化碳飛行數據，同時驗證了該系統在移動平臺下獲取高質量大氣二氧化碳超分辨光譜的能力，為發展包括大氣溫室氣體、氣溶膠、污染氣體等國家機載大氣環境遙感監測系統，以及發展我國大氣溫室氣體星載遙感系統奠定了堅實基礎。