[發明專利]一種基于LED分段擬合太陽光譜的空間遙感儀器星上定標方法

有效

• 申請號: 201911254833.X
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN111006762B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 孫立微;楊志超;肖慧;何振磊;王婧儀;方靖雅;王志祥
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/10
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 薛端石

本發明公開了一種基于LED分段擬合太陽光譜的空間遙感儀器星上定標方法，其特征在于，通過算法選擇三色LED對空間遙感儀器的光譜通道對應的標準太陽光譜曲線進行擬合，得到LED的定標系數矩陣K；依次點燃LED光源，并分別將其引入空間遙感儀器和傳遞輻射計，得到傳遞輻射計在每種LED單獨點亮時的響應率矩陣ρ_TRc；通過LED的定標系數矩陣K和單色光源情況下的傳遞輻射計響應率矩陣ρ_TRc，傳遞輻射計每個通道的綜合響應系數為ρ_TR＝K·ρ_TRc′；通過傳遞輻射計和空間遙感儀器同時觀測三色LED同時點亮的定標光源，分別得到傳遞輻射計的通道響應值矩陣S_TR；空間遙感儀器的響應值矩陣S_IM，計算得到遙感儀器各個通道的響應率矩陣ρ_IM＝(S_IM·/S_TR)·ρ_TR。本發明保證了空間遙感儀器星上定標的高精度。

技術領域

本發明屬于空間遙感儀器星上輻射定標技術領域，更具體地說，涉及一種基于LED分段擬合太陽光譜的空間遙感儀器高精度星上定標方法。

背景技術

隨著科學研究的發展，尤其是在國民經濟領域，農作物估產、礦物勘探、資源普查、環境監測等問題的研究需要高精度的空間遙感數據。空間遙感儀器在發射前后，由于定標傳遞鏈路斷裂，導致在軌定標精度難以滿足遙感應用的需求。因此，建立一個溯源于空間低溫輻射計的空間遙感儀器在軌高精度定標鏈路是迫在眉睫的。

現有技術中對所述空間遙感儀器的星上定標主要有兩種方式，一種是利用太陽光作為光源照射漫反射板，利用傳遞輻射計和空間遙感儀器同時觀測所述漫反射板的方式實現定標。如：CN200410065927.X《星上全光路輻射定標方法》，通過在衛星平臺上依次安裝有高精度光譜輻射亮度計、待定標星載多光譜相機、由電機驅動的可轉動漫反射白板，高精度光譜輻射亮度計與多光譜相機可同時測量同一目標-漫反射白板；需要定標時，由地面指令電機驅動漫反射白板旋轉切入高精度光譜輻射亮度計與多光譜相機的入射光路，此時高精度光譜輻射亮度計與多光譜相機同時測量漫反射白板實現光譜相機的星上全光路輻射定標；定標任務完成后，再由地面指令轉動電機帶動漫反射白板旋轉移動避開多光譜相機的光路，此時多光譜相機即恢復對地球目標的觀測。

另一種是利用標準燈作為定標光源。相關技術有：CN200310124756.9《空間調制型干涉光譜成像儀星上定標方法》；CN200810051627.4《提高真空紫外定標光源穩定性的方法》；CN201210148172.4《紅外譜段星上全動態范圍多點輻射定標裝置及定標方法》，其定標光源包括定標光源A和定標光源B，定標光源A為四根并均勻分布在圓環上，定標光源B為兩根并均勻分布在長板上，圓環和長板固定在一起，且圓環和長板的質心重合。

以上兩種方式各有利弊，利用太陽光作為定標光源，可以保證空間遙感儀器定標光源和工作光源的一致性，避免因光譜不匹配引入誤差，但是太陽光中的紫外成分會逐漸分解所述漫反射板表面的化學組分，引起漫反射板二向反射率的變化，而這種變化是難以在空間進行定量檢測的；以標準燈作為定標光源，又會引入光譜不匹配誤差。因此以上兩種方式都難以滿足定標需求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有空間遙感儀器星上輻射定標方法中存在定標精度的問題，從而提出的一種基于LED分段擬合太陽光譜的輻射定標方法，具有定標精度高，壽命長等特點。

為了解決上述技術問題，本發明包括以下步驟：

步驟I：通過算法分別選擇三色LED對空間遙感儀器的各個光譜通道所對應的標準太陽光譜曲線進行擬合，得到LED的定標系數矩陣K；

步驟II：依次點燃LED光源，并分別將其引入空間遙感儀器和傳遞輻射計，得到傳遞輻射計在每種LED單獨點亮時的響應率矩陣ρ_TRc；