其他的附图。
[0053] 图1为本发明实施例在轨绝对福射定标方法流程图；
[0054] 图2为本发明实施例在轨绝对福射定标装置示意图。
【具体实施方式】
[0055] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面 将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在 没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0057] 图1为本发明实施例在轨绝对福射定标方法流程图。
[0058] 参考图1，在本发明在轨绝对福射定标方法应用于卫星中，具体包括W下步骤：
[0059] 1、根据地表太阳福照度数据，计算测量波段的大气透过率，并根据大气福射传输 理论，计算气溶胶的光学厚度。
[0060] 地表太阳福照度数据通过太阳光谱福射计测量获得，在计算气溶胶的光学厚度 时，包括W下步骤：
[0061] (1)基于Bouguer-Lamber定律，根据太阳福射计观测到的太阳福照度数据，计算 各观测波段上垂直整层大气的光学厚度。
[006引根据Bouguer-Lamber定律，地表的太阳直射福照度为 [006引EU) =E0U)R-2exp[-mx(入）化(1)
[0064] 式（1)中，E。为日距离为1时地球大气层外的太阳直射福照度，R是测量时刻的日 地距离，m是大气质量数，X(A)是垂直整层大气光学厚度，Tg是吸收气体透过率。
[0065] 在利用CE318计算大气光学厚度时，首先选择无气体吸收的波段进行处理，处 936nm波段水汽对太阳福射的吸收不能忽略W外，CE318的其他波段上，气体的吸收作用可 W忽略，认为Tg= 1，对式（1)两边取对数，得
[0066] In圧（入）R2] = 1址〇 (入）-mX(入）似
[0067] 根据式（2)，可W得出大气的总光学厚度T(入）。
[0068] (2)基于瑞利散射公式，根据大气压，计算无吸收气体波段上的瑞利散射厚度。
[0069] 瑞利散射的光学厚度Tf(A)比较稳定，其只与气压、海拔高度和波长有关，可W 由公式计算，
【主权项】
1. 一种在轨绝对辐射定标方法，其特征在于包括以下步骤： 根据地表太阳辐照度数据，计算测量波段的大气透过率，并根据大气辐射传输理论，计 算气溶胶的光学厚度； 根据所述测量波段的大气光谱透过率确定MODTRAN模型的参数； 根据选定的大气模型参数，以及卫星观测方位，采用确定参数的所述M0DTRAN模型，计 算获取地面靶标-卫星路径上的大气光谱透过率； 根据太阳-地面靶标路径上的大气光谱透过率、地表太阳辐射漫总比和大气外太阳光 谱辐照度数据，计算出靶标表面的总太阳辐照度； 根据地面靶标的双向反射分布函数、所述靶标表面的总太阳辐照度、所述地面靶 标-卫星路径上的大气光谱透过率和卫星载荷光谱响应曲线，计算卫星入瞳辐亮度。 从卫星数字图像上查找各灰阶靶标的DN值，结合地面靶标对应的入瞳辐亮度，确定卫 星载荷绝对定标系数。
2. 如权利要求1所述方法，其特征在于，所述气溶胶的光学厚度通过以下步骤获得： 基于Bouguer-Lamber定律，根据观测到的太阳辐照度数据，计算各观测波段上垂直整 层大气的光学厚度； 基于瑞利散射公式，根据大气压，计算无吸收气体波段上的瑞利散射厚度； 根据无吸收气体波段上的大气总光学厚度和所述瑞利散射光学厚度，计算无吸收其他 波段上的气溶胶光学厚度。
3. 如权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述根据所述测量波段的大气透过率确定 MODTRAN模型的大气模式参数，包括： 根据太阳照射角度、所述气溶胶光学厚度，采用MODTRAN模型，计算太阳-地面靶标路 径上的大气光谱透过率； 以测量波段的大气光谱透过率为参考，比较所述MODTRAN模型计算出的大气光谱透过 率； 根据所述测量波段的大气光谱透过率和所述MODTRAN模型计算出的大气光谱透过率 的均方根误差确定所述MODTRAN模型中的大气模式参数。
4. 如权利要求所述方法，其特征在于：所述计算卫星入瞳辐亮度，包括： 根据所述靶标表面总太阳辐照度、所述地面靶标-卫星路径上的大气光谱透过率和光 谱仪测量到的靶标双向反射分布函数，计算表观辐亮度； 采用卫星载荷光谱响应曲线对表观辐亮度数据进行调制，计算出载荷响应波段范围内 的卫星入瞳辐亮度。
5. 如权利要求1或4所述方法，其特征在于：所述确定卫星载荷绝对定标系数，包括： 根据不同反射率靶标的所述卫星入瞳辐亮度和所述DN值，根据下式采用最小二乘法 拟合，确定所述卫星载荷绝对定标系数， DNt = A ? Lt+DN0 其中，Lt表示卫星入瞳处的辐亮度，DNt表示Lt对应的卫星观测图像中的DN值，A表示 定标系数，DNtl表示Lt等于零时卫星图像的本底值。
6. -种在轨绝对辐射定标装置，其特征在于，包括： 光学厚度计算模块，用于根据地表太阳辐照度数据，计算测量波段的大气透过率，并根 据大气辐射传输理论，计算气溶胶的光学厚度； 模型确定模块，根据所述测量波段的大气光谱透过率确定MODTRAN模型的参数； 大气光谱透过率计算模块，用于根据选定的大气模型参数，以及卫星观测方位，采用确 定参数的所述MODTRAN模型，计算获取地面靶标-卫星路径上的大气光谱透过率； 总太阳辐照度计算模块，用于根据太阳-地面靶标路径上的大气光谱透过率、地表太 阳辐射漫总比和大气外太阳光谱辐照度数据，计算出靶标表面的总太阳辐照度； 卫星入瞳辐亮度计算模块，根据地面靶标的双向反射分布函数、所述靶标表面的总太 阳辐照度、所述地面靶标-卫星路径上的大气光谱透过率和卫星载荷光谱响应曲线，计算 卫星入瞳辐亮度； 定标系数确定模块，从卫星数字图像上查找各灰阶靶标的DN值，结合地面靶标对应的 入瞳辐亮度，确定卫星载荷绝对定标系数。
7. 如权利要求6所述装置，其特征在于： 所述光学厚度计算模块，基于Bouguer-Lamber定律，根据观测到的太阳福照度数据， 计算各观测波段上垂直整层大气的光学厚度； 基于瑞利散射公式，根据大气压，计算无吸收气体波段上的瑞利散射厚度； 根据无吸收气体波段上的大气总光学厚度和所述瑞利散射光学厚度，计算无吸收其他 波段上的气溶胶光学厚度。
8. 如权利要求6或7所述装置，其特征在于： 所述模型确定模块，根据太阳照射角度、所述气溶胶光学厚度，采用MODTRAN模型，计 算太阳-地面靶标路径上的大气光谱透过率； 以测量波段的大气光谱透过率为参考，比较所述MODTRAN模型计算出的大气光谱透过 率； 根据所述测量波段的大气光谱透过率和所述MODTRAN模型计算出的大气光谱透过率 的均方根误差确定所述MODTRAN模型中的大气模式参数。
9. 如权利要求6所述装置，其特征在于： 卫星入瞳辐亮度计算模块，根据所述靶标表面总太阳辐照度、所述地面靶标-卫星路 径上的大气光谱透过率和光谱仪测量到的靶标双向反射分布函数，计算表观辐亮度； 采用卫星载荷光谱响应曲线对表观辐亮度数据进行调制，计算出载荷响应波段范围内 的卫星入瞳辐亮度。
10. 如权利要求6或9所述装置，其特征在于： 所述定标系数确定模块，根据不同反射率靶标的所述卫星入瞳辐亮度和所述DN值，根 据下式采用最小二乘法拟合，确定所述卫星载荷绝对定标系数， DNt = A ? Lt+DN0 其中，Lt表示卫星入瞳处的辐亮度，DNt表示Lt对应的卫星观测图像中的DN值，A表示 定标系数，DNtl表示Lt等于零时卫星图像的本底值。
【专利摘要】本发明公开了一种在轨绝对辐射定标方法，包括以下步骤：根计算气溶胶的光学厚度；根据测量波段的大气光谱透过率确定MODTRAN模型的参数；采用确定参数的MODTRAN模型，计算获取地面靶标-卫星路径上的大气光谱透过率；计算出靶标表面的总太阳辐照度；计算卫星入瞳辐亮度；从卫星数字图像上查找各灰阶靶标的DN值，结合地面靶标对应的入瞳辐亮度，确定卫星载荷绝对定标系数。同时本发明还公开了一种在轨绝对辐射定标装置。采用本发明一方面，通过采用本发明简化了遥感卫星在轨绝对辐射定标的大气参数处理过程。另一方面，通过采用本发明可确定与实测大气条件最符合的大气传输模型，从而提高了遥感卫星的在轨绝对辐射定标精度。
【IPC分类】G01S7-497
【公开号】CN104880702
【申请号】CN201410602505
【发明人】张荞, 马灵霞, 张子健, 姜禾, 汪红强, 马狄, 郭翠翠, 陈科杰, 肖倩
【申请人】航天恒星科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年10月31日