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一种星载遥感器热红外波段无辐射参考源定标方法 

申请/专利权人:郭强

申请日:2021-07-27

公开(公告)日:2023-05-23

公开(公告)号:CN113447138B

主分类号:G01J5/90

分类号:G01J5/90

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.05.23#授权;2021.10.22#实质审查的生效;2021.09.28#公开

摘要:本发明公开了一种星载遥感器热红外波段无辐射参考源定标方法,针对有源定标存在的定标不确定度大、定标设备复杂以及不同遥感器间定标性能差异明显等问题,本发明提出针对星载遥感器热红外波段的无辐射参考源定标方法,建立了遥感器响应率与背景辐射间的定量关系模型,利用对主要可视光学部件的温度测量结果,通过所建立的模型来计算得到遥感器的响应率,发展热红外波段基于模型与计算的无源定标新理论。

主权项:1.一种星载遥感器热红外波段无辐射参考源定标方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、无源定标参数选择,包括:确定与遥感器相关的无源定标参数个数Np,并选择满足定标参数求解的Nt组实验室定标结果;具体过程为:S1.1、根据遥感器热红外波段光学系统组成,确定遥感器在对地观测时可被探测器观测到的可视光学部件,个数为Nc;S1.2、确定遥感器无源定标所需要的参数个数Np,且满足:Np=Nc+11;S1.3、选择Nt组实验室定标结果,每组定标结果包括对应的定标斜率和各可视光学部件的温度信息,并确保任意不同两组定标结果间至少有1个光学部件的温度存在显著差异,其中:Nt≥Np2; 式3中,分别表示第i组和第j组定标结果中第n个光学部件的温度,单位为开尔文K,ΔT为遥感器光学部件的温度测量不确定度;S2、无源定标参数求解,包括:构建基于实验室定标结果的无源定标方程组,在最小二乘准则下求解无源定标参数;具体过程为:S2.1、对于第i组选定的实验室定标结果,根据第n个光学部件的温度以及已知的光学部件光谱响应函数srfnλ,计算其自辐射亮度 式4中,λ表示波长,单位为微米,且分别表示第n个光学部件光谱响应函数的有效响应波长的最小值和最大值;同时,Qλ,T为用光子数表示的辐射亮度,即: 式5中,h为普朗克常数;c为真空光速;k为玻尔兹曼常数;S2.2、根据遥感器采用的不同探测器类型,确定无源定标方程中幂指数m的取值,即: 式6中,X表示不同的探测器类型,其中“光导型”用PC来表示,“光伏型”用PV来表示;S2.3、根据选定的Nt组实验室定标结果,以及按步骤S2.1和步骤S2.2计算得到的不同光学部件自辐射亮度和无源定标方程的幂指数,构建用于求解无源定标参数的方程组,具体如下: 式7中,表示待求解的第n个光学部件由自辐射引起的背景辐射贡献系数,表示待求解的与遥感器热红外波段对应的背景辐射常数项,为已知的第i组定标斜率值;S2.4、对式7给出的方程组,在最小二乘准则下,通过奇异值分解方法来求解Np个无源定标参数,即获得和的唯一解;S3、星载无源定标处理,包括:基于遥感器在轨条件下各可视光学部件的温度测量结果,计算不同热红外波段的定标斜率和定标截距,构建所需的星载遥感器无源定标方程;步骤S3需要实时开展进行数据更新,具体过程为:S3.1、根据在轨条件下Nc个光学部件的温度Tn,以及其对应已知的光学部件光谱响应函数srfnλ,分别计算各自的自辐射亮度Φn,即: S3.2、根据步骤S2.4得到的无源定标参数和步骤S2.2得到的幂指数m值,以及步骤S3.1得到的Nc个光学部件各自的自辐射亮度Φn,计算对应热红外波段的无源定标斜率值CALslope,即: S3.3、根据遥感器在轨条件下对深空的连续Nd次观测结果用电压来表示,计算遥感器的观测噪声均方根值σd,即: S3.4、根据步骤S3.2得到的CALslope和步骤S3.3得到的σd,计算无源定标截距值CALoffset,即:CALoffset=CALslope·σd11;S3.5、根据步骤S3.2和步骤S3.4分别得到的无源定标斜率CALslope和定标截距CALoffset值,得到星载遥感器热红外波段无源定标方程,如下:Iobs=CALslope·vs-CALoffset12;式12中,vs代表遥感器对目标观测后的输出电压,Iobs表示经无源定标后的目标辐射亮度。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 郭强 一种星载遥感器热红外波段无辐射参考源定标方法

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