云相机用于对目标区域进行云识别和云覆盖率的判别,其采用阈值法进行云判。为满足云判的准确性,确定探测器响应值与辐亮度之间的关系尤为重要。以云相机采用的基于拜耳阵列的面阵彩色CCD相机为研究对象,分析其成像过程,发现其红(R)、绿(G)、蓝(B)通道的辐射响应光谱存在重叠;以此为基础,建立了多通道CCD探测器辐射响应定标模型。针对云相机使用的R和B通道,使用747 nm LED和443 nm LED作为积分球的光源,设置光谱辐亮度的最小值、典型值、最大值,在单光源条件下进行云相机的绝对辐射响应定标实验以确定相应的绝对辐射响应系数,在双光源条件下验证了提出的辐射响应定标模型的正确性。该方法消除了探测器响应混叠带来的定标不确定性,有效提高了绝对辐射定标的准确度。

2018年8月在青海湖辐射校正场开展了针对FY3D/MERSI-II卫星遥感器热红外通道的在轨绝对辐射定标试验.采用走航式测量的方式获取了青海湖水表光谱辐亮度数据, 结合探空数据, 并基于 辐射传输模型计算出卫星过境时刻的入瞳辐亮度和亮温, 实现了对FY3D/MERSI-II卫星遥感器热红外通道24(10.26~11.26 μm)和通道25(11.50~12.50 μm)的在轨辐射定标.利用国际公认精度的 AQUA/MODIS和NPP/VIIRS卫星遥感器对在轨辐射定标方法进行精度评估, 在10.26~11.26 μm和11.50~12.50 μm波段范围, 通道亮温的平均偏差分别小于0.5 K和1.0 K, 表明基于青海湖辐射定标场 的在轨辐射定标方法具有较好的定标精度, 获得的定标结果合理可靠.将利用青海湖进行的在轨定标结果与星上定标结果进行比较, 在10.26~11.26 μm和11.50~12.50 μm波段范围, 通道亮温的平 均偏差分别小于0.5 K和1.25 K, 表明FY3D/MERSI-II在轨运行稳定.本次试验检验了FY3D/MERSI-II星上定标结果, 也为FY3D/MERSI-II遥感数据的定量化应用提供了保障.

采用多通道式热红外辐射计CE312开展敦煌辐射校正场红外特性的研究,通过测量场地目标和红外标准板获取地表辐射亮度和大气下行辐射亮度,再采用多通道温度与发射率分离算法得到场地通道发射率和场地温度,最后利用最优偏移量法得到场地发射率光谱;将其与利用102F傅里叶变换红外光谱仪对相同目标区域进行测量,并采用光谱迭代平滑温度与发射率分离算法分离出的结果进行比较,两种算法获得的通道发射率最大偏差在0.011以内,场地温度偏差在0.104 K以内,说明采用多通道式热红外辐射计可以实现场地温度和发射率的分离,获得高精度的热红外场地参数。本试验为基于敦煌辐射校正场开展卫星遥感器热红外波段场地自动化观测绝对辐射定标提供了参考。

叙述了广泛应用的光栅单色仪的色散原理,介绍了其常用的几种反射式水平成像系统的光学结构型式,描述了其波长定标和能量定标方法.对搭载航天单色仪的几个现有遥感仪器,如中分辨率成像光谱仪(MODIS)、太阳光谱分光计(SOLSPEC)、太阳后向散射紫外辐射计(SBUV)、紫外臭氧垂直探测仪-太阳后向散射紫外探测仪(UOVPP-SBUS)以及欧洲航天局(ESA)的TRUTHS项目等在辐射测量、光谱定标和绝对定标方面的应用现状进行了说明.最后讨论了未来航天单色仪可能的发展趋势及应用前景,指出采用太阳光源、航天单色仪和低温绝对辐射计相结合的绝对定标系统将是今后最具潜力的发展方向之一.

相关光子是由强激光泵浦非线性晶体的自发参量下转换效应产生的。从两方面阐述了对探测器量子效率 的定标,包括光子计数型探测器和模拟探测器。针对每一方面详细地介绍了目前主流的定标方案,并给 出了详细的理论表达式及实验方案。根据理论分析其优点及缺点,并与传统的定标方法进行比较。重点 对模拟探测器量子效率的定标在不同方案下的应用范围及表达式进行归纳,总结了探测器定标的最新 进展,分析了这些方法的基本思想。提出下一步研究方向及可实现的方法,展望该领域的发展前景。

为了满足可见-近红外波段太阳光谱的高精度观测需求，对使用细分光谱技术进行太阳直射辐射观测的新型太阳光谱辐照度仪，开展了辐射定标方法的研究。使用光谱辐照度标准灯在400 nm～1 050 nm光谱范围内对仪器进行相对定标，对满足比尔-朗伯定理的波段采用Langley法进行绝对定标，在整个光谱范围内将辐射基准溯源到大气层顶的太阳光谱辐照度。在甘肃敦煌和安徽合肥两地进行了室外比对实验，仪器观测结果和MODTRAN40模型的理论模拟结果一致，和CE318的4个气溶胶观测通道的结果偏差在5%以内，验证了该定标方法的合理性。

介绍了利用高精度的TERRA/MODIS观测资料对FY-2E红外窗区和水汽吸收通道进行绝对交叉定标的方法，并选用2010年5、7和12三个月的卫星数据进行了交叉定标计算。结果表明，交叉定标系数计算亮温与MODIS匹配点处实测结果非常接近，约90%的亮温偏差小于1K，其中高温区结果更稳定，偏差小于低温区，这主要是由于低温区杂散光影响显著造成的。总的说来，借助TERRA/MODIS可以实现对FY-2E/VISSR的高频次高精度的绝对定标，为FY-2E在轨替代定标提供重要的方法基础.

通过分析Chang’E-1卫星所获取的高光谱数据的太阳高度角因素， 选取了太阳高度角较高的IIM 2C数据进行光谱定标。 采用邻域平均法及邻域加权均值法对原始数据进行了杂点、 条带修复。 由于干涉成像光谱仪CCD阵列增益畸变以及它的自身问题使得干涉影像存在横向响应不均一性， 提出采用基于子空间最大特征值法进行校正， 结果影像亮度统计其强度表现均一， 符合自然图像特征， 并采用自编程序进行几何校正。 运用国际上较为成熟的经验线性法对Chang’E-1 IIM 2C数据进行绝对定标； 与此同时， 为了修正线性定标的偏置系数及降低数据噪声， 首次采用自适应小波变换法对辐射定标后数据进行后处理， 确定了IIM 2C数据可用波段。 通过对比国际标准定标点数据， 制订了嫦娥IIM2C数据分析方案， 完成了第一幅完整的Chang’E-1 IIM 2C月球正面反射率影像。

通过对辐射定标过程的全面分析，指出了绝对辐射定标和相对辐射定标之间的不确定性传递关系。其中，相 对辐射定标方法选取多点辐射定标，绝对定标方法选取“标准灯-漫反板-积分球”的 定标流程。以这组相对、绝对辐射定标链路为模型，给出了该辐射定标链路的综合不确定性的表达式，并分析了该表达式中由 相对辐射定标所带来的不确定性分量的来源和意义。最后计算出了在目前器件水平下可达到的辐射定标不确定性数值，从而为实 验室辐射定标精度要求提供了理论依据。