[发明专利]一种微纳高光谱卫星星座的在轨绝对辐射定标方法

权利要求书

1.一种微纳高光谱卫星星座的在轨绝对辐射定标方法，其特征在于：包括顾及高光谱卫星多积分级数成像设计的辐射定标模型设计部分、高光谱数据积分级数归一化处理部分、顾及高光谱卫星光谱响应函数的地面实测数据表观辐亮度计算部分和离散点最小二乘最优拟合参数求解部分。

2.如权利要求1所述的一种微纳高光谱卫星星座的在轨绝对辐射定标方法，其特征在于：所述顾及高光谱卫星多积分级数成像设计的辐射定标模型设计部分包括以下步骤：

步骤1，基于实验室定标过程中，不同积分级数设置获取的定标结果线性拟合趋近于1，设定积分级数与定标参数卷积近似恒定，为了保证传感器在不同积分级数下的辐射定标效果，定义一个综合增益，构建顾及不同积分级数的欧比特高光谱传感器辐射定标模型，如式(2)和式(3)所示：

（2）；

（3）；

其中，表示入瞳辐亮度，表示增益系数，表示图像像素值，表示偏移系数，表示积分级数，此模型基于实验室定标数据分析，通过积分级数归一化，消除因时间和成像地点不同，采用动态积分级数设置引起的差异性，可实现基于多场地观测数据的长时间序列定标，为卫星快速定标提供模型参考。

3.如权利要求2所述的一种微纳高光谱卫星星座的在轨绝对辐射定标方法，其特征在于：所述高光谱数据积分级数归一化处理部分包括以下步骤：

步骤2：获取定标场卫星影像，经过系统几何校正、相对辐射校正、多波段图像进行亚像素级配准重采，完成高光谱数据生产；

步骤3：根据定标场位置分布，获取32波段同名区域的均值，根据式(4)进行积分级数归一化处理，获取各波段归一化均值：

（4）。

4.如权利要求1所述的一种微纳高光谱卫星星座的在轨绝对辐射定标方法，其特征在于：所述顾及高光谱卫星光谱响应函数的地面实测数据表观辐亮度计算部分包括以下步骤：

步骤4：根据卫星影像获取时间，自动筛选全球自主辐射定标场对应的观测数据；同时，考虑场地气候条件稳定性，在没有绝对时间对应观测数据时，采用左右相邻两天观测数据作为对应观测数据，提高星座定标能力；

步骤5：根据提取的观测数据中大气观测参数和地表反射率数据，将地表反射率数据进行光谱相应函数卷积和2.5nm标准化采样，完成6S辐射传输模型参数输入文件生成；

步骤6：基于6S辐射传输模型计算表观反射率，如式(5)所示，光谱响应函数卷积获得综合表观反射率，利用式(6)计算表观辐亮度：

（5） ；

（6）；

式中，为大气在通道处本身产生的向上散射反射率，为通道处的地表反射率，分别为太阳、载荷的天顶角与方位角，为大气在通道处的吸收透过率，为载荷在通道处的观测方向散射透过率，为太阳在通道处的入射方向散射透过率，为大气在通道处的半球反射率；为太阳天顶角，为日地距离修正因子；为高光谱相机通道入瞳处表观反射率，为高光谱相机通道大气层外太阳等效辐照度。

5.如权利要求3所述的一种微纳高光谱卫星星座的在轨绝对辐射定标方法，其特征在于：所述离散点最小二乘最优拟合参数求解部分包括以下步骤：

步骤7：利用步骤1中构建的辐射定标模型，对序列离散观测值和，采用最小二乘法拟合获得综合增益，完成绝对辐射定标参数求解；

通过最小化误差函数得到优化方程组的解，误差函数形式如式（7）所示：

（7）；

其中，为第通道的综合增益，为对应的截距，为给定的第n个样本的权重因子，为拟合均方误差，反应了模型对于观测值的拟合效果，值越小说明拟合效果越好。