我国首次火星全球遥感与区域巡视探测任务已获批立项, 首个火星探测器也即将前往火星。 为满足火星物质成分分析的需求, 我国研制了不同类型的火星物质成分分析仪器, 其中包括火星表面成分探测仪（MarsCoDe）, 应用了激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS）。 火星表面覆盖尘埃, 探测仪器想要准确获取火星尘埃之下的物质成分, 必须剥去尘埃或者进行破坏从而深入岩层取样。 LIBS可以用激光烧蚀待测物体表面, 获得深部物质光谱信息, 在火星表面探测中具有其他仪器无法取代的优势。 LIBS在火星探测中几乎适用于探测每一个元素, 包括轻元素H, Li, Be, B, C, N, O等, 帮助寻找有机物和含水地质过程的证据。 由于LIBS在火星环境工作, 等离子体的物理性质与地球上完全不同。 为了确保火星车载LIBS返回数据的光谱质量, 需要对LIBS在着陆后开展在轨定标。 借助火星车的携带在轨定标样品, 对探测数据进行在轨定标, 确保返回数据的可靠性。 定标样品的选择是一项十分重要的工作, 存在仪器工程条件限制、 定标样品类型的代表性、 元素成分分布范围、 样品稳定性等多种考虑因素, 需满足科学任务的同时达到加工工艺要求。 总结了国外已有的火星车载LIBS在轨定标的研究进展, 重点分析了LIBS在轨定标样品选择依据、 国外选择样品的优缺点, 并总结经验提出了几点建议, 为我国在轨定标工作提供参考。 对火星探测数据的正确解译, 对未来研究火星的起源、 火星的长期地质演变过程等具有重要的科学意义。

搭载于风云三号B星(FY-3B)的中分辨率光谱成像仪(MERSI)安装了由积分球和监视探测器组成的太阳反射 通道星上定标器。分析了2010年11月 13日至2013年4月11日期间的星上定标数据,评估了FY-3B星上定标 器和MERSI的响应衰变情况。结果表明,星上定标器的输出和MERSI的响应均存在衰变,且衰变程度与 波长有关。除星上定标器除通道1(470 nm)年衰变率超过7.0%外,其余通道年衰变率小于5.0%。 MERSI 470～565 nm等短波通道衰变较大,年衰变率超过10.0%;长波通道衰变较小,年衰变率小于4.0%。

HJ-1B卫星热红外通道自发射以来共进行了7次星上黑体定标, 然而针对星上定标系数的验证工作开展较少。通过半高宽法、 矩方法和查找表法计算得到2009年9月14日星上定标系数。以具有较高定标精度的MODIS为参考源, 基于MODIS第31, 32通道和HJ-1B热红外通道的光谱响应特性, 改进对应热红外通道的光谱匹配算法, 建立两传感器表观辐亮度的匹配关系, 进而通过Planck公式计算出HJ-1B热红外通道的等效水表亮温, 通过与HJ-1B热红外通道基于星上定标系数得到的反演水表亮温进行比较, 实现对星上定标系数的验证。以光谱响应差异计算的等效亮温值为285.97 K, 半高宽法、 矩方法和查找表法星上定标系数反演亮温值分别为288.77, 274.52和285.97 K。结果显示, 半高宽法、 矩方法和查找表法星上定标系数反演亮温与光谱响应差异计算的等效亮温偏差分别为2.8, -11.46和0.02 K。结果表明, HJ-1B热红外通道星上定标方法中以查找表法星上定标系数计算结果精度较高。同时证明了基于光谱响应差异的HJ-1B热红外通道星上定标系数验证方法有效可行。

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪(星载仪器)搭载于太阳同步轨道卫星上,应用于定量监测全球空气质量变化 以及污染气体的分布输运过程。星上定标是成像光谱仪获取数据定量化应用的基础,星载仪器采用太阳 光定标方式和标准灯定标方式进行在轨定标。需对星上定标方式采用的定标机构进行分析和合理的设计,以保 证星载仪器在轨定标的可靠性和精度。

星上定标是成像光谱仪光谱图像数据定量化应用的基础。为了提高星上定标积分球系统的光源稳定性，减少积分球辐亮度变化率，针对积分球系统定标用的光源-卤钨灯对定标精度的影响，研制了一种控制卤钨灯发光强度稳定性的稳流电源。介绍了具有软启动特性的标准灯稳流驱动电源的工作原理及应用电路，研究了输入电压负载、温度等参数对电源性能的影响，并对稳流源电路进行了测试。通过改变三极管增益的方法调整软启动时间，采集串联在电路中的高精密电阻两端的电压，并计算电路中的电流，得到电流稳定性达到0.037%；增加重复性后，电流稳定性为0.043%。实验结果表明，得到的电流稳定精度满足了积分球系统光的变化不超过1%的要求。此积分球系统已成功应用于某型号成像光谱仪的星上定标。

成像光谱仪是同时获取地物图像和光谱信息的新一代光学遥感仪器。星上定标是成像光谱仪光谱图像数据定量化应用的基础。本文阐述了成像光谱仪星上定标的原理,按照星上定标采用的参考标准对星上定标技术进行了分类,介绍了星上辐射定标和光谱定标技术,并展望了成像光谱仪未来发展趋势。最后指出,绝对辐射定标已经成为成像光谱仪星上定标的基本要求,太阳将逐步代替星上标准灯成为绝对辐射标准。基于不同参考标准的定标方法的综合应用将使星上定标精度和可靠性大大提高。随着定标精度的进一步提高,地面光谱定标装置将逐步空间化,基于探测器的星上辐射定标系统也将逐步得到应用。

为了提高FY－2C的定量化应用，监测遥感仪器的长期变化，为扫描辐射计设计了可见光星上定标器。可见光星上定标器包括工作原理、光机设计、试验方法和在轨定标数据推算。发射前定标试验利用平面镜将太阳引入辐射计星上定标装置，获取电信号和计数值；在轨后每天午夜辐射计获取太阳像并输出计数值。通过分析发射前后所获取的定标图像和数据，并结合两年多的在轨运行状况，检验辐射计可见通道的探测性能，以确定辐射计的运行状态，判断可见光通道的衰减，并作为定量应用的参考。