偏振反映电磁波的方向特性,是除强度之外电磁波的另一维度的信息。在电磁波与大气颗粒物的相互作用中,偏振由于其对颗粒物物理特征的高敏感性, 可以有效提高卫星遥感探测的丰度和精度,改善对大气中特性复杂的气溶胶和云等成分的探测能力。首次综合介绍了我国研制的4种类型星载 对地观测偏振传感器,包括多角度偏振相机、推扫式偏振成像仪、摆扫式偏振仪、多通道偏振辐射计,并分析了代表性的国产偏振传感器 的指标参数,总结了各类载荷的探测能力。在此基础上,介绍了星载偏振传感器的主要定标方法,包括发射前实验室定标、星上定标和在轨定标。 偏振载荷具有增加卫星观测维度和精度、对大气颗粒物粒径和形状特征敏感、改善弱信号探测等方面的综合优势,能够获取全球范围内 高精度的大气气溶胶和云参数。星载对地观测偏振传感器具有广阔的大气遥感应用空间和潜力,可在细颗粒物PM2.5卫星遥感、关键气候 因子观测及评估、极端环境事件监测、气溶胶生态效应评估、对地观测高精度大气校正等多个领域发挥作用。

为了提高海洋水色卫星遥感的定量参数反演精度， 确定入瞳处的偏振信号对传感器响应的影响逐渐受到重视。 以Aqua-MODIS为例， 分析了海洋卫星传感器大视场范围内的偏振特性分布， 发现无论是大气程辐射还是考虑海表贡献的入瞳光， 视场内偏振特性的变化与观测几何的变化密切相关。 相比海表的偏振贡献而言， 大气是偏振光的主要来源。 在此基础上， 研究了遥感器在不同偏振灵敏度条件下对入瞳处的偏振信号的响应以及由此引起的系统误差， 发现只有当偏振灵敏度不超过2%时可以满足反演离水辐射产品的需要。 提出了补偿大气偏振测量误差的方案， 能够较好地提高卫星数据的利用率和遥感器的辐射测量精度。