[发明专利]空间遥感仪器星上辐射定标装置及定标方法

说明书

本发明提供一种空间遥感仪器星上辐射定标装置及定标方法，其中的方法，包括：利用平面反射镜分别将太阳光和准直光射入双比值辐射计，记录双比值辐射计的探测器输出值，通过比较两个输出值得到准直光的辐照度；通过比较双比值辐射计分别观测准直光和漫反射板的输出光的输出值，得到漫反射板的二向反射率；通过准直光的辐照度和漫反射板的二向反射率，计算得到漫反射板的输出值，空间遥感仪器观测漫射板的输出值，通过计算得到空间遥感仪器的响应率。本发明能够解决目前在轨太阳直射漫反射板导致的反射率衰减、卤钨灯光源衰减引入的定标不确定度等问题，提高在轨基准传递精度。

技术领域

本发明涉及空间遥感仪器星上辐射定标技术领域，特别涉及一种基于单色仪和双比值辐射计的空间遥感仪器星上辐射定标装置及定标方法。

背景技术

随着科学研究的发展，尤其是在国民经济领域，农作物估产、矿物勘探、资源普查、环境监测等问题的研究需要高精度的空间遥感数据。空间遥感仪器在发射前后，由于定标传递链路断裂，导致在轨定标精度难以满足遥感应用的需求。因此，建立一个溯源于空间低温辐射计的空间遥感仪器在轨高精度定标链路是迫在眉睫的。

现有技术中对空间遥感仪器的星上定标主要有两种方式，一种是利用太阳光作为光源照射漫反射板，利用传递辐射计和空间遥感仪器同时观测漫反射板的方式实现定标。如：200410065927.X《星上全光路辐射定标方法》，通过在卫星平台上依次安装有高精度光谱辐射亮度计、待定标星载多光谱相机、由电机驱动的可转动的漫反射白板，高精度光谱辐射亮度计与多光谱相机可同时测量漫反射白板；需要定标时，由电机驱动漫反射白板旋转切入高精度光谱辐射亮度计与多光谱相机的入射光路，此时高精度光谱辐射亮度计与多光谱相机同时测量漫反射白板实现光谱相机的星上全光路辐射定标；在定标任务完成后，再通过电机带动漫反射白板旋转移动，避开多光谱相机的光路，此时多光谱相机即恢复对地球目标的观测。

另一种是利用标准灯作为定标光源。相关专利有：200310124756.9、《空间调制型干涉光谱成像仪星上定标方法》、200810051627.4《提高真空紫外定标光源稳定性的方法》、201210148172.4《红外谱段星上全动态范围多点辐射定标装置及定标方法》，其定标光源包括定标光源A和定标光源B，定标光源A为四根并均匀分布在圆环上，定标光源B为两根并均匀分布在长板上，圆环和长板固定在一起，且圆环和长板的质心重合。

以上两种方式各有利弊，利用太阳光作为定标光源，可以保证光源自身的长期稳定性，但是太阳光中的紫外成分会逐渐分解漫反射板表面的化学组分，引起漫反射板二向反射率的变化，而这种变化是难以在空间进行定量检测的，因此遥感仪器定标精度难以超过2％；以标准灯作为定标光源，定标光源衰减会比较显著。因此以上两种方式都会因为光源自身或漫反射板的衰减导致定标精度难以满足定标需求。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，提出一种空间遥感仪器星上辐射定标装置及定标方法，以太阳辐射值作为基准源，以单色均匀准直光作为传递光源，利用双比值辐射计的精确对比测量能力，通过两组对比测量定标漫射板的二向反射率，从而提高在轨定标精度。

本发明提供的空间遥感仪器星上辐射定标装置，包括：单色仪、准直光学元件、第一积分球、平面反射镜、漫反射板和双比值辐射计；其中，单色仪用于对太阳光进行光谱筛选，并通过光纤将筛选出的单色光导入第一积分球；第一积分球用于对单色光进行均光；准直光学元件用于将均光后的单色光变为辐照度均匀的单色准直光；平面反射镜用于转动不同的角度，将单色准直光反射到漫反射板，或将太阳光反射进入双比值辐射计；漫反射板用于对单色准直光进行漫反射，产生辐亮度均匀的定标光束，即定标光源；双比值辐射计包括第二积分球，第二积分球具有第一入光口和第二入光口，在第二积分球内设置第一探测器和第二探测器，在第一探测器的前方设置有滤光片转轮，在滤光片转轮上安装有不同波长的滤光片，第一探测器分别通过第一入光口和第二入光口观测定标光源的辐照度和漫反射板的辐射亮度。

优选地，在第二积分球内还设置有用于增加光反射次数的反射板。