[发明专利]一种用于天绘一号卫星的多传感器协同辐射定标方法

权利要求书

1.一种用于天绘一号卫星的多传感器协同辐射定标方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)多光谱相机各通道与高分辨相机间辐亮度关系模型的建立，基于灰阶靶标的光谱平坦特性及同平台多传感器观测时相、几何、视场的一致性，建立多光谱相机各通道与高分辨相机间的辐亮度关系模型；所述多光谱相机各通道与高分辨相机间辐亮度关系模型的建立包括以下步骤：

111)获取天绘一号卫星过境灰阶靶标的星地同步实验数据，包括地面采集的灰阶靶标反射率和大气参数、卫星传感器观测图像，其中，所述灰阶靶标为天绘一号卫星定制靶标；

112)利用地面采集的灰阶靶标光谱反射率、550nm气溶胶光学厚度、卫星传感器观测几何、太阳照明几何、传感器通道光谱响应函数，通过辐射传输计算，得到多灰阶靶标到达高分辨率相机和多光谱相机各通道的入瞳辐亮度；

设太阳反射波段工作的卫星传感器对地观测时，大气垂直变化和平面平行大气的条件下，对于光学反射特性相对均匀的大面积目标，到达卫星传感器入瞳处光谱辐亮度L_s为：

其中，E_s为大气层外太阳光谱辐照度，μ_s为太阳天顶角余弦，T_g(μ_s,μ_v)为总的气体吸收透过率，ρ_a(λ)为大气内反射率，ρ(λ)为目标光谱反射率，s(λ)为大气球面反照率，T(θ_s)为太阳到目标的总透过率，T(θ_v)为目标到传感器的总透过率；

卫星传感器通道接受到的入瞳等效辐亮度L_e为：

其中，λ_min、λ_max为通道光谱响应的起始波长、终止波长，S(λ)为通道的光谱响应函数；

113)根据多灰阶靶标到达高分辨率相机和多光谱相机各通道的入瞳辐亮度，建立多光谱相机各通道与高分辨相机间的辐亮度关系模型，其设定如下：

当两者的关系为线性时，求解下式的系数A_i、B_i建立两相机入瞳辐亮度的关系模型，表达式如下：

其中，L_e,DGPi、L_e,GFB分别为灰阶靶标到达多光谱相机各通道、高分辨相机的入瞳等效辐亮度；

12)灰度值的协同提取，从天绘一号卫星过境具有自动化观测设备的固定靶标场或其他卫星的移动靶标场图像中，协同提取高分辨相机和多光谱相机图像中灰阶靶标的灰度值；

13)入瞳辐亮度的计算，根据多光谱相机各通道与高分辨相机间的辐亮度关系模型，从高分辨相机图像灰阶靶标的灰度值，协同计算出多光谱相机各通道灰阶靶标入瞳辐亮度；

14)多光谱相机各通道绝对辐射定标系数的计算，基于多光谱相机的辐射响应模型，通过回归分析求解多光谱相机各通道绝对辐射定标系数。

2.根据权利要求1所述的一种用于天绘一号卫星的多传感器协同辐射定标方法，其特征在于，所述灰度值的协同提取包括以下步骤：

21)获取天绘一号卫星过境的固定或移动靶标场的图像数据，其包括高分辨和多光谱相机相对辐射校正后的和几何校正后的图像；

22)从几何校正后多光谱图像中，定位每个灰阶靶标的中心像元，确定灰度值采样区域位置，其中靶标灰度值采样区域在灰阶靶标块内，且距离靶标边界大于或等于2个像元；

23)根据高分辨相机和多光谱相机分辨率关系，从几何校正后高分辨图像中，确定匹配一致的灰度值采样区域位置；

24)从相对辐射校正后的高分辨和多光谱图像中，按照确定的采样区域位置，提取灰阶靶标灰度值。