[发明专利]一种线阵推扫式遥感成像仪月球辐照度观测值的计算方法

权利要求书

1.一种线阵推扫式遥感成像仪月球辐照度观测值的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：数据准备阶段，完成月球辐照度计算所需的数据的获取和准备；

S2：数据处理阶段，完成基于遥感成像仪对月观测原始数据和辅助参数，计算出月球辐照度观测值；所述步骤S2中，计算月球辐照度观测值的方法如下：

S21：对遥感成像仪各通道的全部像元计数值进行订正，即从对月观测数据中剔除暗电流计数值，计算式如下：

其中，DN^*为订正后的像元计数值，DN为遥感成像仪各通道的全部像元计数值，即对月观测数据，DC为从对月观测数据中未被月球像素影响的行数据中估算得到的暗电流计数值，Band为通道编号，pixels为像元编号；

S22：利用实验室测试得到线阵探测器的探元间相对辐射响应均匀性订正系数，订正剔除暗电流计数值后的遥感成像仪在轨观测数据的辐射响应差异，具体计算公式如下：

其中，DN″为均匀性订正后的像元计数值，fu为均匀性订正系数；

S23：利用卫星的俯仰机动，遥感成像仪单次对月观测模式实现对月球的三次正向和三次反向扫描，根据对月观测过程中的卫星姿态角数据，将全部对月观测数据截取为6个单次对月观测图像数据：

{1…P₁}，{P₁+1…P₂}，{P₂+1…P₃}，{P₃+1…P₄}，{P₄+1…P₅}，{P₅+1…N}，

其中，进而，可以按照P_k分别截取得到6幅对月观测图像，

其中，N为全部对月观测数据行数，sign函数为符号函数，即自变量大于0时返回1，小于零时返回-1，ω为卫星俯仰机动的俯仰角速度；

S24：根据单次对月观测图像数据的最大值，将全部对月观测数据区分为有效月球像素和非月球像素，以单次对月观测图像数据最大值的5％作为判识月球有效像素的阈值，月球像素模板矩阵如下：

其中，M(i，j)为i行j列月球模板值，1表示月球像素，0表示非月球像素；

S25：利用实验室测试得到的定标斜率和定标截距，将月球像素的原始计数值转换为辐亮度数据，即将对月观测原始的计数值图像转换为辐亮度图像，具体计算公式如下：

L＝Slope·DN″+Offset，

其中，Slope为定标斜率，Offset为定标截距，L为像素的亮度，像素辐照度的计算公式如下：

I_pixel＝σL_pixel，

其中，σ为月球像素所张开的立体角，I为像素的辐照度；

S26：利用月球像素模板，筛选出有效月球像素，累计单像素辐照度得到月球全圆盘辐照度初算值，月球辐照度初始值计算如下式：

其中，I_moon为月球全圆盘辐照度初始值；

S27：在线阵方向，不存在过采样现象，利用月球张角、线阵探测器探元长度和各波段等效焦距计算理论像素数；在推扫方向，存在过采样现象，利用月球像素模板获取月球像素数，再利用月球纵向像素数和横向像素数的比值，计算过采样订正系数，订正过采样现象；

利用下式计算理论上单行月球采样点数：

其中，A为单个探元的长度，Num_Samples为月球在线阵方向的像素数，FocalLength为遥感成像仪等效焦距，MoonDiameter为月球直径，Distance_{Satellite-Moon}为卫星月球距离；则月球在线阵方向的理论像素数为：

考虑到月相角接近满月，图像为圆形，因此线阵方向的月球像素数与推扫方向的帧数相同，即月球图像帧数在理论上应为：

Num_Frames＝Num_Samples，

其中，Num_Frames为推扫方向的月球图像帧数；

实际对月观测图像中，月球图像的帧数可以通过月球像素模板数据中像素行数的最大值和最小值差计算出来，即：

Num′_Frames＝max(lines(M))-min(lines(M))，

其中，max(lines(M))为月球像素模板中月球像素的最大行号，min(lines(M))为月球像素模板中月球像素的最小行号；

则在推扫方向的过采样订正系数f_over-sample为：

最终得到月球全圆盘辐照度观测值为：

S3：结果输出阶段，将月球辐照度观测值的计算结果以及相关的辅助参数输出并保存为到文件中。