[发明专利]基于主动照明源的空间光学遥感器在轨绝对辐射定标方法

说明书

基于主动照明源的空间光学遥感器在轨绝对辐射定标方法，属于空间光学技术领域，为了解决现有在轨定标方法工作量大、定标周期长以及场地定标和反射镜定标在太阳髙角很低和夜间时段定标效果差甚至无法进行定标的问题，方法是利用一种主动的发光装置，在地面上建立由主动照明源形成的发光装置照明光学遥感器，并通过辐射计量技术、大气辐射透过率测量以及辐射理论，建立光学遥感器光学入瞳处辐射亮度，实现在光学遥感器的在轨定标，用于空间光学相机的定量遥感；可以全天时的甚至在夜间也可实现光学遥感器的辐射定标，具有周期短、频次高、成本低、全天时、灵活机动的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于主动照明源的空间光学遥感器在轨绝对辐射定标方法，属于空间光学技术领域。

背景技术

空间光学遥感技术是通过发射到空间的光学遥感器接收远距离处目标发出的电磁波辐射以实现目标物理属性的判读。现有的光学遥感器大多采用CCD/CMOS数字化成像器件，这不仅极大的丰富了图像灰度信息，同时也为遥感图像提供了可定量处理化甚至实现目标物理属性的反演的能力。

光学遥感是根据景物发出的光谱辐射判断其物理属性。虽然空间光学遥感器图像输出与被观测景物的光谱辐射量值相关，所输出的数字量并不是景物的真实辐射量值。辐射定标的作用是建立光学成像系统的辐射量值输入到最终仪器输出的定量关系，辐射定标技术就是确定这个函数的过程。

由于空间光学遥感器不具备地面修复特征，因此光学遥感器辐射定标必须具备覆盖发射前到发射后在轨运行期间全过程。借助地面目标对空间光学遥感器进行辐射定标具可操作型强和可靠性高的特点，是光学遥感器在轨辐射定标的重要手段之一。

现有的光学遥感器在轨辐射定标常借助于太阳反射辐射目标进行在轨定标，如傅俏燕等人采用敦煌辐射校正场对CBERS-02进行场地定标(《遥感学报》，2006年10卷第4期，P434)靶标或Stephen J.Schiller等人利用太阳反射镜阵列反射太阳光开展辐射定标技术研究根据光学遥感器的输出建立光学遥感器的绝对辐射相应系数(《Proc Spie，RemoteSensing System Engineering III》，2010,7813,P4)。现有的在轨辐射定标方法的弊端包括：工作量大；定标周期长；此外，不管场地定标还是反射镜定标均借助反射太阳光完成，当太阳髙角很低或夜间时段定标效果很差甚至无法进行定标。

发明内容

发明为了解决现有在轨定标方法工作量大、定标周期长以及场地定标和反射镜定标在太阳髙角很低和夜间时段定标效果差甚至无法进行定标的问题，提出一种基于主动照明源的空间光学遥感器在轨绝对辐射定标方法。该方法采用主动光源组成的发光装置，对在轨运行的光学遥感器提供主动式照明，完成光学遥感器绝对辐射定标。该方法具有辐射亮度等级及分布可控的特点，辐射亮度值满足空间光学遥感器在轨定标需求，同时可实现全天候定标。

本发明解决技术问题的技术方案是：

基于主动照明源的空间光学遥感器在轨绝对辐射定标方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤一：采用大气辐射传输软件modtran计算不同反射率典型地物在不同地点、不同时间向上光谱辐射量值，得到典型地物在光学遥感器入瞳处的光谱辐射亮度，形成光谱辐射亮度数据库；

步骤二：设计发光光源的参数组合保证地面发光装置靶板可提供步骤一获得的典型地物在光学遥感器入瞳处的最大光谱辐射亮度，根据典型地物最大等效辐射亮度完成地面发光装置参数设计；

步骤三：根据光学遥感器的遥感地物目标，查找步骤一形成的光谱辐射亮度数据库，确定所需模拟的辐射度等级和摆放方式；

步骤四：在光学遥感器过顶前半个小时，根据步骤三得到辐射亮度等级打开地面发光装置靶板；

步骤五：在卫星过顶时刻，现场辐射测量系统和大气参数测量系统实时监测辐射亮度数据和大气参数，并将监测数据传输至控制电脑；