比辐射星上定标器以太阳照射的漫反射板为参考光源,通过比值辐射计对漫反射板在轨衰变进行修正,实现光学遥感器的绝对辐射 定标及长期稳定性监测。比值辐射计辐射响应特性是影响在轨定标精度的主要因素之一。对比值辐射计辐射响应特性进行了 评估,获取了绝对响应度,并测量了响应非线性、非稳定性。结果表明绝对辐射响应度定标合成不确定度优于2.88%,非线性 优于0.93%,非稳定性优于0.52%,满足在轨定标应用需求。

采用比辐射计进行比对测量是监测光学遥感仪器星上定标光源载体漫射板反射性能在轨变化的有效手段。用于海洋水色遥感的新一代星载成像光谱仪必须设计成以太阳作光源的在轨绝对辐射定标系统，才能满足定量化产品反演的使用要求。国外星上定标器的漫反射板长期跟踪测量结果表明，漫射板的反射性能一直在发生变化，且波长越短变化越大，而海洋水色遥感要素的探测恰恰集中在靠近紫外的波长区域。针对这个问题，设计了分谱比辐射计，并对其辐射探测性能进行了理论分析与实验测量。结果表明，在整个动态测量范围内线性相关系数优于0.9991，在轨输入能量条件下的分谱信噪比在整个使用波长范围内优于100，可以满足成像光谱仪星上定标源反射特性标定的精度要求。

结合卫星发射以及在轨运行过程中所处的环境条件, 对“积分球+匀光板+电磁光开关”形式的比值辐射计进行空间环境适应性设计.对结构薄弱环节进行强化加固设计, 通过降低器件功耗、表面热处理等方式保持比值辐射计在真空热环境下的温度稳定, 采用航天级光学涂层辅以结构屏蔽设计保证抗辐照能力.通过力学试验、热真空试验以及积分球光学涂层辐照试验进行验证.力学试验结果显示比值辐射计基频约为540 Hz, 振动前后比值辐射计辐射比变化小于0.31%, 证明比值辐射计具有良好的结构稳定性, 空间力学条件下的结构强度和刚度均满足基频大于100 Hz的设计要求.热真空试验过程中比值辐射计遥测输出稳定, 各功能模块均工作正常.辐照试验后, 比值辐射计光学涂层方向-半球反射比在485 nm波段的最大衰变小于2%, 红外波段无明显变化, 该衰变对定标器在轨应用性能的影响可以忽略.研究结果表明, 比值辐射计具有良好的空间环境适应性, 可在复杂空间环境下进行稳定、可靠的工作, 满足航天应用需求.

比值辐射计是一种监视漫反板双向反射分布函数(BRDF)在轨衰变的有效装置，太阳观测通道相对几何因子(简称几何因子)是比值辐射计在轨应用前需要精确测量的关键参数之一。对比值辐射计工作原理进行了介绍，在实验室内以卤钨灯代替室外的太阳对比值辐射计几何因子进行了重复测试，根据几何因子统计结果结合测试误差进行比值辐射计470、650、825 nm 波段几何因子测试不确定度的分析。结果表明，比值辐射计几何因子测试不确定度在470 nm 波段为0.48%，在后两个波段均优于0.16%，符合该参数的测试需求，为后期星上定标不确定度的评估以及星上定标系数的获取提供了有效的数据支撑。