[发明专利]一种在轨综合动态调整的遥感卫星相对辐射定标处理方法

说明书

一种在轨综合动态调整的遥感卫星相对辐射定标处理方法，(1)获得实验室积分球各辐亮度条件下对应的图像，进而得到系数表；(2)在轨测试期间以卫星安全为基本条件，当卫星处于预设的状态下时，进行尽可能多次直角偏航成像，获取卫星直角偏航的条带数据；获得直角偏航辐射定标查找表；(3)在轨测试期间或者运行成像期间，获得每个时间间隔下的查找表；(4)对卫星某一状态下的图像进行相对辐射定标处理，判断是否存在该状态下的直角偏航辐射定标查找表，若存在，则调用直角偏航辐射定标查找表进行相对辐射定标处理；若不存在，则判断成像时间是否小于预设的时间，若小于，则系数表进行辐射定标处理；若不小于，则调用时间最近的查找表，进行相对辐射定标处理。

技术领域

本发明涉及一种卫星遥感图像相对辐射校正方法，适用于在轨卫星遥感图像系统级处理。

背景技术

由于从卫星设计到发射、在轨测试到运行，相机的状态不断的发生变化。对CCD传感器来讲，从入射光信号到输出数字值(Digital Number：DN)要经过3个主要的环节：一是光学透镜，二是CCD传感器，三是后处理电子链路。这些过程可能造成光影信息的失真，其主要因素有下列几个方面：

1.传感器光学空间响应的不均匀性，即整个视场内光学透过率是有差别的，中心多，边缘少，它的变化是渐变缓慢的。

2.CCD各探元响应度的不一致性，这种不等同性可分为低频和高频。低频、高频部分的不一致性分别反映为每片CCD的平均响应度不一致及同一片CCD中各探元响应度的不一致。

3.CCD的暗噪声，也叫暗电流或者底电平。理想的CCD探测器，没有输入光，也就没有输出电平，但实际使用的CCD，即使在全黑的条件下，也会有或多或少的输出电平，其大小与探测器本身的性能和环境条件相关，它是产生条带和随机噪声的原因之一。

4.CCD阵列外电子链路的不一致性，由于各片是由不同的电子链路处理的，有时同一片CCD也分为奇偶两路，A/D转换、信号处理、传送等各种因素都会影响到电子链路增益的一致性与稳定性。

同时，由于发射过程中的重力、压力、磁场的变化，以及地面环境和空间环境的不同，相机在整个过程进行着缓慢且长期的变换，因此整个相对辐射校正并不是一成不变的，而是随着状态、时间和阶段的变化随时调整和变换。

在实验室阶段，由于没有实际成像数据以及缺乏空间环境，地面系统通常做积分球的试验。积分球模拟均匀光源，相机对积分球进行成像。调整积分球亮度，获得在不同辐亮度条件下的DN值输出。

由于积分球试验中获得的DN值是离散的，而且获得的亮度等级有限，通常只有十几个亮度等级，最高也不超过30个亮度等级。因此，工程上通常对相对辐射校正做线性分析。由于CCD器件的特性，DN值对辐亮度的响应并不是真实线性的，通常在低端的10％和高端的10％是非线性的，但是由于测量数据无法连续覆盖全辐亮度，只能对此特性做线性处理。因此，实验室系数是归一化线性系数，忽略了低端和高端的非线性因素。

同时，国产高精度卫星的幅宽都是由CCD片拼接而成，通常由3—5个CCD拼接，拼接采用光学拼接，由半透半反或者全透全反的光学棱镜进行搭接区的拼接。因此在搭接区，CCD获得的光学能量从100％向0％递减。如果不进行辐射校正，获得图像在搭接区形成明显的渐变为黑的条带，无法进行有效使用。

但是，实验室数据并不能有效的覆盖修正全部数据，一方面，由于线性系数不能有效的校正高端和低端的探元不一致性，另一方面，由于地面环境和空间环境的不同，上天之后，CCD器件响应和CCD阵列外电子链路的一致性发生改变，因此，利用实验室数据校正在轨期间系数，通常会出现条纹或者片间色差。片间色差是由于电子链路的一致性发生改变引起的。