[發明專利]基于主動照明源的空間光學遙感器在軌絕對輻射定標方法

在審

• 申請號: 201711349862.5
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108132064A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 任建偉;楊松
• 申請（專利權）人: 吉林省遠大光學檢測技術有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

1.基于主動照明源的空間光學遙感器在軌絕對輻射定標方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

步驟一，采用大氣輻射傳輸軟件modtran計算不同反射率典型地物在不同地點、不同時間向上光譜輻射量值，得到典型地物在光學遙感器入瞳處的光譜輻射亮度，形成光譜輻射亮度數據庫；

步驟二，設計發光光源的參數組合保證地面發光裝置靶板可提供步驟一獲得的典型地物在光學遙感器入瞳處的最大光譜輻射亮度，根據典型地物最大等效輻射亮度完成地面發光裝置參數設計；

步驟三，根據光學遙感器的遙感地物目標，查找步驟一形成的光譜輻射亮度數據庫，確定所需模擬的輻射度等級和擺放方式；

步驟四，在光學遙感器過頂前半個小時，根據步驟三得到輻射亮度等級打開地面發光裝置靶板；

步驟五，在衛星過頂時刻，現場輻射測量系統和大氣參數測量系統實時監測輻射亮度數據和大氣參數，并將監測數據傳輸至控制電腦；

步驟六，獲取光學遙感器定標圖像，完成圖像數碼值統計；

步驟七，控制電腦根據定標時刻的實時亮度數據、大氣參數以及步驟六中得到數碼值完成絕對輻射定標數據處理，絕對定標系數不包含大氣透過率定標系數。

2.根據權利要求1所述的基于主動照明源的空間光學遙感器在軌絕對輻射定標方法，其特征是，所述步驟二的設計方法為：

地面發光裝置靶板采用具有余弦分布特性的光譜輻射通量為P_i(λ)的M個LED作為人工光源，地面發光裝置靶板輸出光譜輻射強度I(θ，λ)為，

其中，i為LED的序號，P_i(λ)表示i序號的LED光譜輻射通量，β表示人工光源的發散角，θ為靶板觀察光學遙感器的天頂角，等于光學遙感器的側擺角；

在λ₁～λ₂波段內的積分輻射強度I表示為，

其中，表示i序號的LED積分輻射通量；

當人工光源序號i的LED電功率為N_i，發光效率為k_i時，積分輻射強度I與光源電功率的關系為，

M個功率N、發光效率k的LED的合成積分輻射強度為：

M個功率N、發光效率k的LED的合成積分輻射亮度L(θ)為：

其中，d為地面地面發光裝置靶板的邊長；

M個功率N、發光效率k的LED在光學遙感器入瞳處產生的個像元分辨率面積內(GSD²)的產生的等效積分輻射亮度L_CAM為：

其中，GSD為光學遙感器的地面像元分辨率，τ↑為大氣層ATM向上光譜透過率，可以借助太陽光度計、地面氣象設備實地測量并結合大氣輻射傳輸軟件可以獲得；

根據步驟一計算得到的Lmax、地面像元分辨率GSD、大氣層ATM向上光譜透過率τ↑、LED功率N、LED發光效率k以及人工光源的發散角β即可得到地面發光裝置所需要的最大LED數量M。

3.根據權利要求1所述的基于主動照明源的空間光學遙感器在軌絕對輻射定標方法所用的系統，其特征是，該系統由地面發光裝置靶板、供電系統、支撐結構、現場輻射測量系統、大氣參數測量系統和控制電腦構成；該系統用于光學遙感器在軌絕對輻射標定；

地面發光裝置靶板發出的光被光學遙感器接收；

供電系統為地面發光裝置靶標供電，供電系統與控制電腦連接；

地面發光裝置設置在支撐結構上；

現場輻射測量系統用于實時測試地面發光裝置的實時輻射量值和輻射特性數據，并將數據傳輸至控制電腦；

大氣參數測量系統用于實時監測大氣參數，并將數據傳輸至控制電腦。

4.根據權利要求3所述的基于主動照明源的空間光學遙感器在軌絕對輻射定標方法所用的系統，其特征是，地面發光裝置靶板由多只人工光源組成的光源陣列靶板，包括人工光源和散熱系統，散熱系統安裝在人工光源下側。