[发明专利]一种基于空间朗伯球体的光学遥感卫星绝对辐射定标方法

摘要

一种基于空间朗伯球体的光学遥感卫星绝对辐射定标方法，通过在空间中部署空间朗伯球体，将衰减到合适范围的太阳辐射直接引入卫星遥感器。通过卫星姿态机动对深空背景成像确定背景信号；利用卫星工具软件计算满足定标条件的时间段，并选取成像时刻点，通过卫星姿态机动对空间朗伯球体成像确定空间朗伯球体反射信号，由此计算成像时刻点遥感器入瞳处的辐照度，并通过获取多组数据确定单点的绝对辐射定标系数。本发明方法避免了大气条件和地面目标特性的影响，建立了统一的空间光学辐射基准，满足全光路、全孔径、与太阳光谱分布匹配的辐射定标要求，能够实现卫星遥感器的常态化监测。

主权项

1.一种基于空间朗伯球体的光学遥感卫星绝对辐射定标方法，其特征在于包括如下步骤：(1)通过运载火箭发射方式或者卫星释放发射方式向空间中发射一颗人造朗伯球体，球体的直径与轨道位置满足卫星定标对信号能量的要求；所述的人造朗伯球体为表面具有接近朗伯特性的均匀球体；(2)设置待标定卫星遥感器的参数，使积分时间、增益和级数在整个标定过程中保持不变；(3)对卫星进行姿态机动，使待标定卫星遥感器指向深空背景，获取待标定卫星遥感器成像像元的灰度值，共进行n次测量，得到每次测量的像元k的灰度值DNk0i，其中n≥1，k为遥感器像元的位置，k的取值范围是从1到遥感器像元的总数，i为测量的次数，i＝1,2,3......,n；n次测量完成之后，计算出待标定卫星遥感器像元k的背景信号平均值DNk0， DN k 0 = 1 n Σ i = 1 i = n DN k 0 i ; ]]>(4)建立包含卫星、人造朗伯球体和太阳的场景，仿真太阳辐射能量的传递，得到卫星、人造朗伯球体和太阳三者之间的位置关系满足定标条件的时间段；所述的定标条件包括几何可见条件和传感器可见条件，几何可见条件为卫星与人造朗伯球体二者之间的连线不受地球遮挡，传感器可见条件为人造朗伯球体处于地影之外，人造朗伯球体能够反射太阳辐射能从而实现观测成像；(5)从满足定标条件的时间段中选取某一成像时刻点，对卫星进行姿态机动，使待标定卫星遥感器的入瞳法线指向朗伯球体，将遥感器观测人造朗伯球体的方位角记为φ，获取人造朗伯球体与太阳的相对距离L1(j)、人造朗伯球体与待标定卫星遥感器入瞳处的相对距离L2(j)、太阳与人造朗伯球体之间的连线以及待标定卫星遥感器与人造朗伯球体之间的连线的夹角θj，由此得到人造朗伯球体反射太阳辐射能到达卫星遥感器入瞳处的辐照度Ekj，人造朗伯球体像点对应的像元位置k及灰度值DNkj，j为测量次数；(6)在保持φ不变的条件下，重复步骤(5)，得到像元k的n次测量对应的灰度值DNkj和入瞳辐照度Ekj，结合像元的背景信号值DNk0，通过最小二乘法建立线性响应关系，得到像元k的绝对辐射定标系数Gk， G k = Σ j = 1 n [ ( DN k j - DN k 0 ) · E k j ] Σ j = 1 n E k j 2 . ]]>