[发明专利]一种基于恒星的空间相机在轨绝对定标方法

摘要

本发明涉及一种基于恒星的空间相机在轨绝对定标方法，该方法充分利用了卫星平台姿态机动调整的能力，建立目标辐射特性稳定的恒星源与空间相机输出的灰度值的对应关系，结合对恒星成像和优化的绝对定标算法的优势，实现了空间相机在轨绝对辐射定标；此外本发明采用卫星姿态调整的成像模式，对定标环境要求低，不需增加额外定标设备，且在轨绝对定标不依赖于专用定标场所，从而显著降低定标成本，节省定标时间。

主权项

一种基于恒星的空间相机在轨绝对定标方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(一)、在依巴谷星表中选取光谱范围和卫星上的待定标空间相机探测器光谱范围接近的m颗恒星，其中m为正整数，且m≥3；步骤(二)、待定标空间相机对均匀暗目标成像，所述均匀暗目标包括海洋，平静的湖面和深空，并统计图像灰度值，取平均灰度值作为系统暗信号DNSdark；步骤(三)、在地影区对卫星进行姿态控制，使卫星由对地指向变为指向深空中的一颗恒星，所述恒星为步骤(一)中选取的m颗恒星中的任意一颗，使所述恒星成像于空间相机探测器的四角和中心，完成一圈理想成像，并得到成像像元的矩形灰度图像；所述矩形灰度图像包括L×L个灰度值，选取中心位置的灰度值作为成像像元的灰度值DN1i，i＝1；重复上述成像过程，实现n圈理想成像，得到n个成像像元的矩形灰度图像，并得到n个成像像元的灰度值DN1i，i＝1…n，通过如下公式得到空间相机的灰度值DCj，其中j表示恒星编号，取值为1…m；步骤(四)、根据步骤(三)得到的n个矩形灰度图像，在软件中显示为n个三维图像，所述n个三维图像即为n个点扩散函数PSF，将n个点扩散函数PSF归一化，得到二维图像，取过二维图像中心点且垂直于二维图像边界的任意方向的一组数值，该组数值绘制的曲线的主瓣部分即为环绕能量步骤(五)、通过如下公式计算所述恒星的光谱校正函数SCFj：其中：Lstar(λ)为恒星的等效辐亮度；Lgnd(λ)为地面场景在空间相机入瞳处的等效辐亮度；RSRj(λ)为等效光谱响应；λh为空间相机探测器光谱范围的上限波长；λl为空间相机探测器光谱范围的下限波长；步骤(六)、通过如下公式得到空间相机入瞳处恒星的等效辐亮度Lj：其中：Fi(λ)为空间相机入瞳处恒星的光谱辐射通量；Ωdo为单一探测器的立体角；步骤(七)、重复步骤(三)～步骤(六)，得到其余m‑1颗恒星对应的灰度值DCj和等效辐亮度Lj，通过最小二乘法建立线性响应关系，得到绝对定标系数CalCoef。