External calibration methods for geosynchronous ultraviolet-visible hyperspectral instrument

Cheng-guang CUI; Ling LI; Yun-fei LI; Yong-xiang GUO; Yong-qiang LI

doi:10.37188/OPE.2020.0522

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External calibration methods for geosynchronous ultraviolet-visible hyperspectral instrument

更新时间：2021-04-09

- External calibration methods for geosynchronous ultraviolet-visible hyperspectral instrument
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 3, Pages: 484-492(2021)
- 作者机构：
  
  北京空间机电研究所，北京 100094
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.2020.0522
  CLC： P412.2
- Received：12 October 2020，
  
  Revised：18 November 2020，
  
  Published：15 March 2021
- 稿件说明：
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崔程光,李凌,李云飞等.静轨紫外可见高光谱探测仪星上外定标方案[J].光学精密工程,2021,29(03):484-492.

CUI Cheng-guang,LI Ling,LI Yun-fei,et al.External calibration methods for geosynchronous ultraviolet-visible hyperspectral instrument[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(03):484-492.
崔程光,李凌,李云飞等.静轨紫外可见高光谱探测仪星上外定标方案[J].光学精密工程,2021,29(03):484-492. DOI： 10.37188/OPE.2020.0522.

CUI Cheng-guang,LI Ling,LI Yun-fei,et al.External calibration methods for geosynchronous ultraviolet-visible hyperspectral instrument[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(03):484-492. DOI： 10.37188/OPE.2020.0522.

摘要

紫外可见高光谱探测仪搭载于地球同步轨道卫星，具备高时间分辨率、高光谱分辨率、长寿命周期等特点。研究其星上外定标方案，消除内定标装置衰减等变化带来的影响，是实现遥感器在轨高精度定标或检校的重要手段。本文结合静止轨道卫星的特点，建立了紫外可见高光谱探测仪辐射特性分析流程，比较了不同外定标方案的特点及它在地球同步轨道卫星上的可行性，提出并分析了一种采用太阳定标、月球定标和恒星定标相结合的高光谱探测仪在轨绝对辐射定标方案。定标不确定度分析表明，太阳定标不确定度为3.6%，恒星定标不确定度为3.87%，基于月球定标漫反射板监测不确定为3.55%，满足在轨定标要求。

Abstract

A geosynchronous ultraviolet-visible hyper-spectral instrument （GUVI） is deployed into a geosynchronous Earth orbit （GEO）. The GUVI has high temporal and spectral resolution as well as a long lifespan. Accordingly， the research into in-orbit calibration methods is crucial to eliminating the influence of attenuation on the precision of the internal calibration device. Consequently， highly precise calibration of orbiting sensors was achieved； this ensured that GUVI remained reliable in orbit. Solar， lunar， and stellar calibration along with a GEO were proposed based on the simulation. Then an absolute in orbit radiometric calibration comprising solar and stellar calibration was proposed； the diffuser monitor was based on lunar calibration. Thus， an external calibration program was determined. Further， the corresponding equations were formulated considering the signal-to-noise ratio of stellar calibration. Finally， the uncertainties of solar， lunar， and stellar calibrations were computed as 3.6%， 3.87%， and 3.55%， respectively， thus meeting the requirements of on-orbit calibration.

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