基于间接法对一种日盲型光电管探测系统进行了非线性测量，将线性度已知的硅光电二极管探测器作为参考标准，以外置氙灯光源积分球作为线性定标辐射源，通过大动态范围电动光阑来调节辐射输出，将待测探测器与参考探测器在同一条件下进行同步测量，以消除光源波动的影响。实验结果表明，该日盲型光电管探测系统的线性误差最大可达5.2%，有必要通过非线性修正因子对测量值进行修正，其数值范围为0.948~1.006。分析了系统合成测量不确定度，在光电管响应光电流为2.97×10^-10~6.61×10^-8 A范围内，扩展不确定度为3.59%（k=2）。

传统滤光片辐射计在测量紫外(UV)波段时带外泄漏影响严重。将日盲型光电管作为UV滤光片辐射计的探测单元,采用搭建的比对测量装置对日盲型UV滤光片辐射计各通道进行系统级相对光谱辐射功率响应度测量,再利用溯源至中国计量科学研究院(NIM)的光谱辐射照度标准灯对UV滤光片辐射计进行绝对光谱辐射照度响应度定标。采用单色仪系统完成UV滤光片辐射计与溯源至美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准探测器的对比,两者结果最大相差2.09%,验证了辐射标准传递的准确性。最后,通过立体角构建,将232~400 nm辐射标准传递到了大口径大动态范围UV积分球辐射源中。

鉴于精确的光谱辐射定标精度验证对于高光谱遥感器的现场定标和数据应用非常必要, 以SVC光谱辐亮度计为例, 利用多波段辐亮度标准传递探测器和新型的光谱可调积分球参考光源, 设计了一种高光谱遥感器光谱定标精度的验证方法。该方法利用新型光谱可调积分球参考光源在待测波段内分别输出光谱形状单调上升和单调下降的光谱辐亮度状态, 通过光谱匹配技术, 即平移改变SVC光谱辐亮度计的波长, 分析比对MRSTD和SVC光谱辐亮度计测量辐亮度的相对偏差。比对结果为光谱定标验证精度优于±0.2 nm, 辐射定标验证精度小于5%。

考虑极紫外波段空间相机尚无合适的辐射定标方法和装置, 本文提出了适用于该波段的小目标成像辐射定标方法并基于该方法在实验室建立了辐射定标装置。提出的标定方法首先使用标准传递探测器标定小目标的辐射亮度; 然后, 用待定标相机中心视场对该小目标成像, 获得中心视场部分的辐射强度响应度; 最后, 通过调整转动结构使不同视场对该小目标成像, 得到不同区域的辐射强度响应度。构建的辐射定标装置由光源系统、标准传递探测器、真空罐及四维运动转台等组成。光源系统包括空心阴极光源、极紫外掠入射单色仪、准直反射镜, 能够出射工作波段的准直光束; 标准传递探测器标定出光束照度并计算得到小目标的辐射强度; 运动平台使相机能够以不同视场角对小目标成像, 测得不同视场的辐射强度响应度。利用该装置对一台极紫外相机进行了辐射定标实验, 并进行了误差源分析。实验结果表明该装置的定标精度优于15%, 能够实现整机状态下的辐射定标。

传统低温辐射计的布儒斯特窗口会对传递探测器的绝对光谱响应率定标产生较大的影响.文中阐述了低温辐射计对传递探测器的传统定标过程;分析定标过程中因布儒斯特窗口及窗口复现导致定标精度降低的原因;提出一种新的定标结构.该结构中低温辐射计和传递探测器安置于同心弧形轨道上,二者通过精密电机的控制可以分时切入定标光路,实现传递探测器相对于低温辐射计的绝对定标.新的定标结构能够完全消除布儒斯特窗口在传递探测器定标过程中的影响,降低测量激光功率约50%的不确定度,可以进一步降低辐射定标溯源基准的不确定度,提高定标的精度.

针对定量化遥感的深入研究和探测器测量精度的提高, 本文对紫外波段探测器的标定方法和标准的传递进行了研究。介绍了紫外探测器低温辐射计的工作原理、标准建立过程及发展现状, 探讨了美国国家标准研究院(NIST)传递标准探测器的选取和标准传递过程。文中的研究为探测器定标方法的研究提供了理论基础, 对提高标准探测器定标精度, 促进其工程化应用具有借鉴意义。

为了实现基于“标准探测器”的高精度辐亮度基准的传递，提高遥感器定标精度，研制了基于陷阱探测器的多波段辐亮度标准传递探测器(MRSTD)。该探测器具有8个测量通道，工作波段分布于400~1000 nm之间。其主要特点在于以硅陷阱探测器作为光功率测量部件，以窄带干涉滤光片进行分光，辅以视场光阑、孔径光阑限制入射孔径以及入射立体角，使用微弱电流测量电路测量探测器输出光电流，利用闭环温控系统对滤光片和陷阱探测器进行温控。详细介绍了该辐亮度探测器的工作原理、研制过程，并对其光谱辐亮度响应率定标不确定度进行了评估，其定标不确定度优于1.26%。

太阳光度计是地面气溶胶测量的主要仪器,其定标精度决定了气溶胶反演结果的精度。因业务观测有在本地进行定标的需求，为此分析了其直射通道室外定标的特点与技术要求。对同一台观测的太阳直射光多波段数据，应用迭代Langley法,用新仪器作参考进行比对观测,即标准传递法，分别进行定标，并与出厂时的定标系数比较，分析了变化原因。随后引入了一种新的定标方法校正因子法,可扩大用作参考的标准仪器的范围。比较结果表明，定标误差在可接受范围之内。室外定标研究，可为光度计的使用管理，数据的处理提供有力的技术支持和有益的参考，以满足实际业务应用的需求。

提出了一种漫射板反射式大直径激光功率-能量测量方法。该方法利用漫射板良好的朗伯特性,根据双向反射分布函数定义,通过反射信号的测量,准确得到入射在漫射板上激光束的功率-能量。技术实现上,通过实验室标定,将功率-能量标准传递至漫射板-探测器系统,再利用标定好的系统实现外场大直径激光的测量。研究分析表明:运用该测量方法,不确定度可优于10％,能大大提高目前测量水平。

依据全球气溶胶监测网对高精度辐射定标技术的需求,分析了太阳辐射计定标的特点与技术要求,通过国际合作建立了由野外场地和实验室内设备构成的太阳辐射计定标系统。基于该系统的太阳辐射计定标结果与国外定标结果的比对显示,所建立的系统在定标精度上达到了该类仪器辐射定标的国际水平,能够满足高性能气溶胶测量网络对太阳辐射计辐射定量精度的需求。