紫外高光谱探测仪在轨运行时通过地球光观测光路和太阳光观测光路获取辐射和光谱信息, 因此在发射前需对载荷进行实验室定标。定标后获取的辐照度定标系数将用于在轨计算获取反演所需的太阳参考谱, 定标精度直接影响仪器在轨探测及数据反演精度, 决定着获取的遥感信息的可靠性。采用直接发散光辐照度定标方法, 搭建二维定标平台对定标光路进行不同角度、距离的标准灯测试, 将三个距离下的实验值借助最小二乘法线性拟合得到辐照度定标系数, 并对系数进行角度等因素的校正。测试结果表明合成不确定度为 3.42%, 符合辐射定标要求, 表明了方法的可行性。

为了使低动态范围(LDR)图像采集设备能够生成高动态范围(HDR)图像, 研究了对同一场景进行多次曝光生成HDR图像的技术, 提出了不苛求输入图像为低噪声的CCD辐照度标定方法。为避免参数个数过多导致参数求解偏离全局最优值, 构建了大幅削减参数个数的能量函数, 该能量函数由CCD辐照度响应曲线参数模型、残差惩罚函数、权重函数3部分组成; 分别使用低拟合误差的EMoR参数模型、抑制图像高斯噪声的平方和残差惩罚函数、平衡图像噪声与截止域干扰的权重函数最优实现能量函数的各个部分, 继而通过快速迭代和精确迭代相切换的Levenberg Marquardt(LM)算法最小化能量函数求解参数。实验结果表明, 依据图像噪声大小和参数模型参数个数的不同, 拟合响应曲线的均方根误差RMSE∈[0.0022, 0.0163], 精度提高了39%~90%, 处理时间缩短了38%~56%, 得到的HDR-LDR映射图更忠实地反映了LDR图像序列的色彩特征, 且明暗细节清晰可见。

为进一步提高紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)在轨探测及数据反演精度，提出了SBUS地面定标的一系列改进方案，其中为实现地面定标与在轨工作环境一致的全波段真空辐射定标是改进的第一项。通过构建SBUS大气/真空光谱辐照度响应度比对测试装置，实测了两种环境下SBUS整机对同一光源的光谱辐照度响应。结果显示，在250~300 nm波段，真空/大气相对偏差约0.8%；在300~400 nm波段，真空/大气比对结果随波长变化，最大偏差略高于15%。而仪器250~400 nm波段定标环境引入的单项不确定度，真空定标比以往大气定标减小了1.8%。理论分析及实验验证后发现SBUS反射元件Al+MgF2膜层在真空/大气下光谱反射率会发生变化，从而证实了SBUS在真空环境下定标的必要性。

用光谱辐照度标准灯的光谱辐照度标定内部照明的积分球开口光谱辐亮度，这一技术目前已比较成熟，通过两种方式推导出的传递仪器光谱辐亮度响应度之比随波长而变化。针对这一现象，构建了基于标准探测器的绝对辐亮度计和绝对辐照度计。用所构建的绝对辐射计在4个波长处标定光谱辐照度标准灯及标准漫反射板的变化情况，得出标准灯实际光谱辐照度值比自身标定值大，漫反射板实际双向反射分布函数(BRDF)比自身标定BRDF小的结论。将实际光谱辐照度及BRDF分别修正到积分球光谱辐亮度及传递仪器光谱辐亮度响应度中，修正后的传递仪器光谱辐亮度响应度之比随波长变化而趋于常数1。不确定度分析表明，在4个波长处光谱辐亮度定标中合成标准不确定度为0.884%~1.217%，光谱辐照度定标中合成标准不确定度为0.768%~1.136%。