[发明专利]一种基于LED分段拟合太阳光谱的空间遥感仪器星上定标方法

说明书

本发明公开了一种基于LED分段拟合太阳光谱的空间遥感仪器星上定标方法，其特征在于，通过算法选择三色LED对空间遥感仪器的光谱通道对应的标准太阳光谱曲线进行拟合，得到LED的定标系数矩阵K；依次点燃LED光源，并分别将其引入空间遥感仪器和传递辐射计，得到传递辐射计在每种LED单独点亮时的响应率矩阵ρ_TRc；通过LED的定标系数矩阵K和单色光源情况下的传递辐射计响应率矩阵ρ_TRc，传递辐射计每个通道的综合响应系数为ρ_TR＝K·ρ_TRc′；通过传递辐射计和空间遥感仪器同时观测三色LED同时点亮的定标光源，分别得到传递辐射计的通道响应值矩阵S_TR；空间遥感仪器的响应值矩阵S_IM，计算得到遥感仪器各个通道的响应率矩阵ρ_IM＝(S_IM·/S_TR)·ρ_TR。本发明保证了空间遥感仪器星上定标的高精度。

技术领域

本发明属于空间遥感仪器星上辐射定标技术领域，更具体地说，涉及一种基于LED分段拟合太阳光谱的空间遥感仪器高精度星上定标方法。

背景技术

随着科学研究的发展，尤其是在国民经济领域，农作物估产、矿物勘探、资源普查、环境监测等问题的研究需要高精度的空间遥感数据。空间遥感仪器在发射前后，由于定标传递链路断裂，导致在轨定标精度难以满足遥感应用的需求。因此，建立一个溯源于空间低温辐射计的空间遥感仪器在轨高精度定标链路是迫在眉睫的。

现有技术中对所述空间遥感仪器的星上定标主要有两种方式，一种是利用太阳光作为光源照射漫反射板，利用传递辐射计和空间遥感仪器同时观测所述漫反射板的方式实现定标。如：CN200410065927.X《星上全光路辐射定标方法》，通过在卫星平台上依次安装有高精度光谱辐射亮度计、待定标星载多光谱相机、由电机驱动的可转动漫反射白板，高精度光谱辐射亮度计与多光谱相机可同时测量同一目标-漫反射白板；需要定标时，由地面指令电机驱动漫反射白板旋转切入高精度光谱辐射亮度计与多光谱相机的入射光路，此时高精度光谱辐射亮度计与多光谱相机同时测量漫反射白板实现光谱相机的星上全光路辐射定标；定标任务完成后，再由地面指令转动电机带动漫反射白板旋转移动避开多光谱相机的光路，此时多光谱相机即恢复对地球目标的观测。

另一种是利用标准灯作为定标光源。相关技术有：CN200310124756.9《空间调制型干涉光谱成像仪星上定标方法》；CN200810051627.4《提高真空紫外定标光源稳定性的方法》；CN201210148172.4《红外谱段星上全动态范围多点辐射定标装置及定标方法》，其定标光源包括定标光源A和定标光源B，定标光源A为四根并均匀分布在圆环上，定标光源B为两根并均匀分布在长板上，圆环和长板固定在一起，且圆环和长板的质心重合。

以上两种方式各有利弊，利用太阳光作为定标光源，可以保证空间遥感仪器定标光源和工作光源的一致性，避免因光谱不匹配引入误差，但是太阳光中的紫外成分会逐渐分解所述漫反射板表面的化学组分，引起漫反射板二向反射率的变化，而这种变化是难以在空间进行定量检测的；以标准灯作为定标光源，又会引入光谱不匹配误差。因此以上两种方式都难以满足定标需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有空间遥感仪器星上辐射定标方法中存在定标精度的问题，从而提出的一种基于LED分段拟合太阳光谱的辐射定标方法，具有定标精度高，寿命长等特点。

为了解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：

步骤I：通过算法分别选择三色LED对空间遥感仪器的各个光谱通道所对应的标准太阳光谱曲线进行拟合，得到LED的定标系数矩阵K；

步骤II：依次点燃LED光源，并分别将其引入空间遥感仪器和传递辐射计，得到传递辐射计在每种LED单独点亮时的响应率矩阵ρ_TRc；