论文部分内容阅读
针对传感器在发射中以及发射后受所处的运动状态、周围环境的改变、光谱响应等的改变，导致传感器性能的变化和衰减，直接影响卫星遥感定标数据的精度、可靠性和应用水平的问题，本文以HJ-1B宽波段热红外传感器为研究对象，根据HJ-1B宽波段热传感器星上定标原理，利用7次星上黑体定标数据，分别使用半高宽法、矩方法和查找表法计算得到10个探元及通道定标系数，分析了星上定标系数由系统元器件精度、系统温度测控精度和红外相机通道探测精度引入的误差。并提出基于地面测量数据、中分辨率数据和高光谱数据的星上定标系数验证方法，得到如下结果:
1)基于地面测量数据的宽波段热红外传感器定标系数验证。在CE312热红外辐射计带宽辐亮度法和分谱辐亮度法定标原理的基础上，对CE312热红外辐射计自身的定标系数开展验证评价。研究了CE312热红外辐射计与HJ-1B热红外通道对应通道的光谱匹配算法，利用CE312热红外辐射获取青海湖、达里湖和敦煌沙漠场离表亮温，对HJ-1B热红外通道星上定标系数反演离表亮温进行验证。结果显示，针对查找表法定标系数反演的离表亮温与基于场地实测数据的离表亮温差值相对于半高宽法、矩方法定标系数反演的离表亮温与基于场地实测数据的离表亮温差值较小。针对查找表法定标系数反演的离表亮温与基于青海湖实测数据的离表亮温偏差小于1K，而与基于达里湖和敦煌场地实测数据的差值相对较大，但也小于2K。
2)基于中分辨率数据的宽波段热红外传感器定标系数验证与评价。利用MODIS第31、32通道对HJ-1B热红外传感器开展定标系数交叉验证与评价，分别基于传感器光谱响应差异和通过辐射传输模拟建立两传感器表观辐亮度间的线性统计关系，进而通过由MODTRAN辐射传输模型计算得到的离表亮温对星上定标系数反演结果进行验证。结果显示，查找表法定标系数对应得到的HJ-1B热红外通道离表亮温与MODIS等效离表亮温最接近，相对基于光谱响应差异和线性统计关系的MODIS离表亮温值偏差分别为0.02K和0.81K。基于光谱响应差异的MODIS离表亮温较基于线性统计关系的MODIS离表亮温相对精度更高。
3)基于高光谱数据的宽波段热红外传感器定标结果验证。以AIRS为参考源，提出单点法无场地交叉验证、时间序列多点法交叉验证和基于均匀目标的多点法交叉验证三种方法对HJ-1B热红外通道星上定标系数进行验证。结果显示，对于针对青海湖实验场的单点法无场地交叉验证和基于均匀目标的多点法交叉验证两种方法，基于AIRS高光谱数据反演的离表亮温与HJ-1B热红外通道查找表法星上定标系数反演离表亮温偏差较小，在1K左右。