静轨紫外可见高光谱探测仪星上外定标方案

崔程光; 李凌; 李云飞; 郭永祥; 李永强

doi:10.37188/OPE.2020.0522

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静轨紫外可见高光谱探测仪星上外定标方案

更新时间：2021-04-09

- 静轨紫外可见高光谱探测仪星上外定标方案
- External calibration methods for geosynchronous ultraviolet-visible hyperspectral instrument
- 光学精密工程 2021年29卷第3期页码：484-492
- 作者机构：
  
  北京空间机电研究所，北京 100094
- 作者简介：
  
  [ "崔程光（1988-），男，北京人，博士，高级工程师，2011年于南开大学获得学士学位，2016年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位，主要从事紫外光学遥感技术与定量化遥感的研究。E-mail： chgcui@126.com" ]
  [ "李　凌（1986-），男，北京人，高级工程师，2008年于北京工业大学获得学士学位，2012年于北京航空航天大学获得硕士学位，主要从事大口径光学成像技术的研究。E-mail： lilingalpha@163.com" ]
- 基金信息：
  
  508所博士创新基金资助项目()
- DOI：10.37188/OPE.2020.0522
  中图分类号： P412.2
- 收稿日期：2020-10-12，
  
  修回日期：2020-11-18，
  
  纸质出版日期：2021-03-15
- 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.

关键词

Keywords

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盛一成，顿雄，金伟其，等 . 星上红外遥感相机的辐射定标技术发展综述［J］. 红外与激光工程， 2019 ， 48 （ 9 ）： 0904001 .

SHENG Y CH ， DUN X ， JIN W Q ， et al . . Review of on-orbit radiometric calibration technology used in infrared remote sensors ［J］. Infrared and Laser Engineering ， 2019 ， 48 （ 9 ）： 0904001 . （in Chinese）

万志，李葆勇，刘则洵，等 . 测绘一号卫星相机的光谱和辐射定标［J］. 光学精密工程， 2015 ， 23 （ 7 ）： 1867 - 1873 .

WAN ZH ， LI B Y ， LIU Z X ， et al . . Spectral and radiometric calibrations for mapping satellite-1 camera ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2015 ， 23 （ 7 ）： 1867 - 1873 . （in Chinese）

李鑫，张黎明，司孝龙，等 . 星上辐射定标精度验证方法研究［J］. 光学学报， 2020 ， 40 （ 9 ）： 172 - 180 .

LI X ， ZHANG L M ， SI X L ， et al . . Accuracy verification of on-board radiometric calibration ［J］. Acta Optica Sinica ， 2020 ， 40 （ 9 ）： 172 - 180 . （in Chinese）

贾瑞栋，夏志伟，王玉鹏，等 . 太阳光谱辐照度绝对测量及其定标单色仪［J］. 发光学报， 2017 ， 38 （ 8 ）： 1097 - 1101 .

JIA R D ， XIA ZH W ， WANG Y P ， et al . . Absolute solar spectral irradiance measurement and its calibration monochromator ［J］. Chinese Journal of Luminescence ， 2017 ， 38 （ 8 ）： 1097 - 1101 . （in Chinese）

何兴伟，冯小虎，韩琦，等 . FY-3C MERSI太阳反射波段的交叉定标［J］. 光学精密工程， 2020 ， 28 （ 7 ）： 1462 - 1470 .

HE X W ， FENG X H ， HAN Q ， et al . . Cross-calibration of FY-3C medium resolution spectral imager in reflective bands ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2020 ， 28 （ 7 ）： 1462 - 1470 . （in Chinese）

高帅，李元，白廷柱，等 . 交叉定标中的不确定度分析及定标系数计算改进［J］. 中国光学， 2020 ， 13 （ 3 ）： 568 - 576 .

GAO SH ， LI Y ， BAI T ZH ， et al . . Uncertainty analysis in cross-calibration and optimization calculation of calibration coefficients ［J］. Chinese Optics ， 2020 ， 13 （ 3 ）： 568 - 576 . （in Chinese）

Jr EPLEE R E ， SUN J Q ， MEISTER G ， et al . . Cross calibration of SeaWiFS and MODIS using on-orbit observations of the Moon ［J］. Applied Optics ， 2011 ， 50 （ 2 ）： 120 - 133 .

ROTTMAN G J ， WOODS T N ， SPARN T P . Solar-stellar irradiance comparison experiment 1∶1. instrument design and operation ［J］. Journal of Geophysical Research Atmospheres ， 1993 ， 98 （ D6 ）： 10667 .

MCCLINTOCK W E ， ROTTMAN G J ， WOODS T N . Solar–stellar irradiance comparison experiment II （solstice II）： instrument concept and design ［J］. Solar Physics ， 2005 ， 230 （ 1/2 ）： 225 - 258 .

NÈMEC N E ， IŞıK E ， SHAPIRO A I ， et al . . Connecting measurements of solar and stellar brightness variations ［J］. Astronomy & Astrophysics ， 2020 ， 638 ： A56 .

崔程光，范龙飞，张梦雨，等 . 傅里叶解析下的大气探测仪归一化穆勒元素［J］. 红外与激光工程， 2019 ， 48 （ 6 ）： 0620001 .

CUI CH G ， FAN L F ， ZHANG M Y ， et al . . Fourier analysis of atmosphere detector's normalized Muller elements ［J］. Infrared and Laser Engineering ， 2019 ， 48 （ 6 ）： 0620001 . （in Chinese）

汪伟 . 面向地球同步轨道大孔径遥感器星上辐射定标研究［D］. 合肥：中国科学技术大学， 2020 ： 27 - 30 .

WANG W . Research on On-board Radiation Calibration of Large Aperture Remote Sensor Oriented to Geosynchronous Orbit ［D］. Hefei ： University of Science and Technology of China . 2020 ： 27 - 30 . （in Chinese）

饶瑞中 . 现代大气光学［M］. 北京：科学出版社， 2012 ： 22 - 23 .

RAO R ZH . Modern Atmospheric Optics ［M］. Beijing ： Science Press ， 2012 ： 22 - 23 . （in Chinese）

李博瀚，欧阳名钊，王志勇 . 星载成像光谱仪对地遥感成像的信噪比分析［J］. 长春理工大学学报：自然科学版， 2019 ， 42 （ 2 ）： 9 - 13 .

LI B H ， OUYANG M ZH ， WANG ZH Y . Simulation and analysis of SNR of space-borne imaging spectrometer ［J］. Journal of Changchun University of Science and Technology： Natural Science Edition ， 2019 ， 42 （ 2 ）： 9 - 13 . （in Chinese）

窦晨浩 . 空间大气 / 太阳光谱仪定量化关键技术研究［D］. 北京：中国科学院大学， 2018 ： 107 - 110 .

DOU CH H . Research on the Key Quantitative Technology of Atmospheric/Solar Remote Sensing Instrument ［D］. Beijing ： University of Chinese Academy of Sciences ， 2018 ： 77 - 79 . （in Chinese）

吴荣华，张鹏，郑小兵，等 . 星载成像仪观月数据提取和辐照度转换方法研究［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 8 ）： 1819 - 1827 .

WU R H ， ZHANG P ， ZHENG X B ， et al . . Data collection and irradiance conversion of lunar obsevation for MERSI ［J］. Optics and Precision Engineering ， 2019 ， 27 （ 8 ）： 1819 - 1827 . （in Chinese）

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