[发明专利]卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标方法及系统

权利要求书

1.一种卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标方法，其特征在于，包括如下步骤：

三维建模步骤：建立与真实卫星产品状态一致的三维机械模型；

BSDF测量步骤：测量真实卫星表面材料的BSDF特性，BSDF特性采用ABg模型模拟；

DN值获取步骤：获取星上定标文件，提取辐射输出DN值，该DN值需去除冷空计数值，根据变化的DN值确定太阳光进入定标器的时间；

太阳光矢量确定步骤：根据STK仿真软件模拟太阳光进入星上定标器时的光矢量；

数据设置步骤：将三维机械模型导入TracePro仿真软件，设置卫星表面材料属性，根据太阳光矢量建立入射光源，仿真计算进入太阳光锥，进而进入定标器的太阳光总辐射通量；

模拟步骤：采用实验室内“太阳模拟器+积分球+扩束系统”装置模拟星上定标装置“太阳光锥+积分球+扩束系统”，调节实验室内太阳模拟器，太阳模拟器入射积分球内相同辐射通量时扩束系统出射辐亮度作为太阳光进入星上定标器产生的辐亮度；

计算步骤：根据辐亮度计算反射率，将反射率、遥感器的辐射输出DN值代入辐射定标公式，计算遥感器的在轨绝对辐射定标系数；

基于OBC文件，根据遥感器扫描星上定标器时的DN值变化计算太阳光进入星上定标器的时间，星上定标器开灯期间太阳光入射定标器时的DN值不予采用；

将扩束后光束的辐亮度转化为反射率的公式如下：

其中，b和d分别指的是遥感器通道数和探测器编号，λ₁和λ₂分别是通道b中探测器d的光谱响应范围，L_lab为太阳模拟器光谱辐亮度，E_sun为太阳光谱辐照度，R为通道间的相对光谱响应；

在轨绝对辐射定标系数的定标公式如下：

其中，ρ^*为反射率，DN为提取的DN值；

星上定标器太阳光锥并无遮光罩，遥感器每经过南极均会有太阳光进入定标器；

卫星表面材料属性用于描述反射、透射、吸收和表面散射，表面散射考虑散射模型和反射率，基于材料表面属性设置，TracePro仿真软件包括三维模型表面材料属性对太阳光入射辐射通量的影响。

2.根据权利要求1所述的卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标方法，其特征在于，卫星表面材料的各向异性散射特性由双向散射分布函数BSDF描述，杂散光分析采用ABg模型模拟，采用最小二乘法计算模型A、B、g参数。

3.根据权利要求1所述的卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标方法，其特征在于，STK仿真软件根据最新卫星轨道报表模拟卫星真实在轨运行状态。

4.根据权利要求1所述的卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标方法，其特征在于，所述积分球及扩束系统与星上定标器内置积分球及扩束系统具有相同属性。

5.根据权利要求1所述的卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标方法，其特征在于，遥感器在轨绝对辐射定标系数通过多次计算平均值得出。

6.一种卫星遥感器在轨星上绝对辐射定标系统，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的方法，包括如下模块：

三维建模模块：建立与真实卫星产品状态一致的三维机械模型；

BSDF测量模块：测量真实卫星表面材料的BSDF特性，BSDF特性采用ABg模型模拟；

DN值获取模块：获取星上定标文件，提取辐射输出DN值，该DN值需去除冷空计数值，根据变化的DN值确定太阳光进入定标器的时间；

太阳光矢量确定模块：根据STK仿真软件模拟太阳光进入星上定标器时的光矢量；

数据设置模块：将三维机械模型导入TracePro仿真软件，设置卫星表面材料属性，根据太阳光矢量建立入射光源，仿真计算进入太阳光锥，进而进入定标器的太阳光总辐射通量；

模拟模块：采用实验室内“太阳模拟器+积分球+扩束系统”装置模拟星上定标装置“太阳光锥+积分球+扩束系统”，调节实验室内太阳模拟器，太阳模拟器入射积分球内相同辐射通量时扩束系统出射辐亮度作为太阳光进入星上定标器产生的辐亮度；

计算模块：根据辐亮度计算反射率，将反射率、遥感器的辐射输出DN值代入辐射定标公式，计算遥感器的在轨绝对辐射定标系数。