[发明专利]一种光学遥感卫星的在轨绝对辐射定标方法及系统

说明书

本发明公开一种光学遥感卫星的在轨绝对辐射定标方法及系统。该方法包括：获取定标场区的场区信息；利用辐射传输模型确定太阳路径的高光谱大气透过率和遥感卫星观测路径的高光谱大气透过率；根据太阳路径、遥感卫星观测路径的高光谱大气透过率和反射点源参数，确定反射点源目标反射至遥感卫星的入瞳辐亮度；获取遥感卫星对每单位反射点源目标的辐射响应值；根据反射点源目标反射至遥感卫星的入瞳辐亮度和遥感卫星对每单位反射点源目标的辐射响应值，利用遥感卫星的定标方程确定光学遥感卫星基于反射点源的在轨绝对辐射定标系数，完成定标。本发明可以实现高分辨率光学遥感卫星全动态范围内的高频次、高精度、业务化、常态化的移动定标。

技术领域

本发明涉及光学遥感领域，特别是涉及一种光学遥感卫星的在轨绝对辐射定标方法及系统。

背景技术

光学遥感数据不仅应用于定性或半定量地描绘地物目标的基本特征的领域，同时深入到定量化解译地球物理参数和地球环境系统的演变规律领域，同时精细化定量遥感的技术能力提升也有赖于定标技术的支持。虽然光学遥感卫星载荷在发射前需要进行严格的实验室定标，但由于卫星发射震动与加速度、在轨运行空间环境、电子元器件老化等因素影响，使得遥感器性能难免发生不同程度地衰变，因此有必要开展定期或不定期的在轨辐射定标。

光学遥感卫星在轨定标方法主要有星上定标和替代定标两种。星上定标无论是采用内置标准灯与积分球，还是太阳漫射板方法，都是将地面实验室辐射基准作为星上定标参考，存在向国际单位溯源难题，而且卫星发射过程中的冲击和加速度等影响参数没有有效的监测手段，在发射后将完全依赖自身的稳定性来保障其预期精度。业务化遥感卫星的辐射定标主要以场地替代定标为主，目前国际上发展了基于数十甚至数百平方公里的沙漠、干湖床、冰雪等大面积均匀辐亮度目标的定标方法，虽取得了良好应用效果，但却是一种单点(辐亮度)定标方法，各种算法的特点和适用性存在一定差异。而且场地少且单一，极易受场地位置及天气状况等因素限制，使得卫星定标周期长、机会少、效率低。针对近年快速发展的高分辨率卫星，国际上提出利用光学特性优异的大面积(数千甚至数万平方米)人工靶标作为辐亮度参照目标，实现了星载光学遥感器全动态范围的辐射定标，然而传统的以辐射传输计算为核心的辐射定标方法需要对气溶胶特性、大气点扩散函数、周围环境反射率等进行假设，在复杂背景环境下，实际情况和假设难以相符，且模型假设导致的计算误差也较高，同时大批量靶标运输布设、试验等耗费大量人力物力财力，不适用于光学遥感卫星的自动化定标与高频次定标在轨应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学遥感卫星的在轨绝对辐射定标方法及系统，以实现高分辨率光学遥感卫星全动态范围内的高频次、高精度、业务化、常态化的移动定标。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光学遥感卫星的在轨绝对辐射定标方法，包括：

获取定标场区的场区信息；所述场区信息包括海拔高度、气象参数和背景环境信息；

根据所述场区信息，利用辐射传输模型确定第一高光谱大气透过率和第二高光谱大气透过率；所述第一高光谱大气透过率为太阳路径的高光谱大气透过率，所述第二高光谱大气透过率为遥感卫星观测路径的高光谱大气透过率；

获取反射点源的参数；所述反射点源的参数包括反射点源目标镜面反射率和反射点源曲率半径；

根据所述第一高光谱大气透过率、所述第二高光谱大气透过率和所述反射点源的参数，确定反射点源目标反射至遥感卫星的入瞳辐亮度；

获取所述遥感卫星对每单位反射点源目标的辐射响应值；

根据所述反射点源目标反射至遥感卫星的入瞳辐亮度和所述遥感卫星对每单位反射点源目标的辐射响应值，利用遥感卫星的定标方程确定所述光学遥感卫星基于反射点源的在轨绝对辐射定标系数，完成定标过程。

可选的，所述根据所述场区信息，利用辐射传输模型确定第一高光谱大气透过率和第二高光谱大气透过率，具体包括：