基于多个稳定目标的吉林一号光谱02卫星多光谱成像仪的在轨绝对辐射定标

卫星在轨后精准的绝对辐射定标是对其观测数据进行定量化应用的基础。与传统的场地定标法、交叉定标法相比，基于稳定场景目标的定标方法具有成本低、频次高、可实现历史数据定标等优点。使用中分辨率成像光谱仪（MODIS）的MCD19A1产品、MCD43A1产品和MOD03(MYD03)产品模拟出MODIS band8在光谱02卫星观测条件下的方向反射率，再结合MCD43A1产品中MODIS band1～band5的方向反射率、MCD19A2产品中的气溶胶参数、水汽参数以及MOD07(MYD07)产品中的臭氧参数，对2021年10月光谱02卫星多光谱成像仪对多个稳定目标成像的入瞳辐亮度进行辐射传输模拟，实现对其在轨绝对辐射定标。对该定标系数的真实性检验结果表明：与发射前定标系数相比，基于重新标定系数进行大气校正的结果与哨兵2号反射率产品的差异明显减小；重新标定的观测辐亮度与包头地基自动辐射定标数据的平均相对差异为3.18%，说明定标结果具有较高的精度。研究结果可以为使用稳定目标对中高空间分辨率光学遥感卫星在轨绝对辐射定标提供方法支撑。     

基于图像处理的太阳光矢量倾角测量方法

为了提高在轨太阳光谱辐射的绝对定标精度,提出了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量方法。以图像处理技术为基础,构造了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量系统。入射的太阳光经在成像器件上成像,然后经过图像处理,获取了太阳光像点中心的位置,进而计算了太阳光矢量和与太阳光谱仪主光轴的倾角。实验表明测量方法是有效的,测量系统工作可靠稳定,测量精度约为0.05°。     

成像光谱仪视场中心波长定标角度自动控制方法

为有效控制成像光谱仪中心波的测量射线、实现对地面定标角度的灵活转换,本研究设计了成像光谱仪视场中心波长定标角度的自动控制方法.通过选择定标光源的方式,搭建波长定标装置,再借助处于既定位置处的测试光源,完成对中心波光谱的定标处理.分别计算中心波测量射线的水平方向与垂直方向转角,利用已生成的角度控制程序实现对定标角度的自动化控制.实验结果表明:应用本文方法后,地面定标角度的实际变动范围始终处于30°至165°之间,可实现对成像光谱仪中心波测量射线的有效控制.     

基于结构光的三维成像技术

就结构光三维成像的基本原理展开讨论,就投影图案的不同对结构光三维成像技术进行分类,对于每一类中选取其中具有代表性的几种方法进行描述,并给出三维成像技术的性能评价指标,对不同方法进行比较。介于定标精度对最终重建精度有着决定性的意义,我们对基于结构光三维成像系统的定标方法也作了简单介绍。     

SAR辐射定标技术研究与应用

针对机载SAR辐射定标问题,该文通过对试验获取SAR图像进行分析处理,分别利用积分法和峰值法计算角反射器的回波响应能量,通过雷达方程推导出回波响应能量和定标常数、理论RCS的关系,由此计算出定标常数,并对结果进行了分析.结果表明,在本文的试验条件下,积分法的相对和绝对定标精度优于峰值法的相对和绝对定标精度.     

改进型LOG算子在偏振片绝对角度中的应用

光学成像系统自身通常都具有一定的偏振效应,严重影响仪器偏振测量精度,而提高仪器中偏振片绝对角度精度能提高偏振定标精度,对校正光学系统自身的偏振特性具有重要的意义。对偏振片直线透光轴Raw图像高精度边缘定位和直线检测是偏振片绝对角度计算的关键步骤。针对传统LOG算子各向同性及虚假边缘与边缘定位精度相矛盾的缺陷,提出改进型一阶导阈值旋转式椭圆对称LOG算子。该算子不仅保留了经典LOG算子的优点,还具有对不同角度的边缘更加有效地进行检测,在保持边缘定位精度下,减少虚假边缘的特点。在处理得到的边缘二值图像上,进行直线检测求出偏振片绝对角度,通过对比分析最小二乘法线性拟合和霍夫变换的直线检测效果,得出霍夫变换能精确计算出偏振片绝对角度。实验证明改进型LOG算子与霍夫变换相结合提高了偏振片绝对角度测量精度,对偏振定标精度具有很大的提高。     

基于GPS浮标的高度计定标技术研究

20世纪90年代以来,卫星高度计在监测海平面变化、海洋环流、区域海面地形、气候变化等方面做出了巨大的贡献。但是,卫星高度计测量海面高度时都会存在偏差和偏移,需要进行定标。定标的基本原理是在卫星星下点位置处,卫星过境时刻现场测量海面绝对高度值,与卫星高度计的测量值进行对比,得到其偏差和偏移。利用自主设计的GPS浮标测量卫星过境时刻的瞬时绝对海面高度值,分别在山东石岛、海南清澜完成了4次针对HY-2卫星高度计的绝对定标工作。定标结果表明:(1)在岸基GPS基准站的支持下,使用自制的GPS浮标海面高程测量精度优于50mm,满足高度计定标检验的需求;(2)HY-2卫星高度计测量的海面高度测量值随时间产生了漂移,存在系统偏差;(3)通过使用Jason-2高度计数据对HY-2的相对定标和使用GPS浮标对其进行的绝对定标结果表明,HY-2绝对海面高度测量的精度可以达到国际先进水平。     

高分辨率SAR辐射定标中两种角反射器响应测量方法的应用对比研究

利用角反射器进行SAR图像辐射定标是一种简单、实用、精度较高的绝对定标方法。其关键技术包括角反射器响应测量、天线方向图拟合和定标常数确定。针对机载分米级高分SAR影像定标问题,在同一场景中布设了30和10cm两组三面角反射器,依据雷达中心入射角估计值、均方根误差和变异系数等指标,分析了已有的两种角反射器响应测量方法,即峰值法和积分法的适用性,并提出了一种新的天线方向图拟合方法。最后给出了两种方法对高分辨率SAR辐射定标的适用性结论。     

全链路成像光谱仪信噪比仿真

研究成像光谱仪优化问题,由于光谱成像受到环境噪声影响,传感器精度达不到要求,传统信噪比优化仿真方法,通常只考虑传感器本身的特性,没有综合考虑地物的光谱特性、辐射传输对其影响,导致传感器信噪比很难满足要求。为消除噪声提出了全链路成像光谱仪信噪比仿真方法,以叶面积指数反演应用为背景,从地面植被反射率信号出发,考虑大气辐射传输和传感器能量转换过程,建立了全链路成像光谱仪信噪比仿真模型,并通过具体实例进行验证和分析。理论分析和仿真结果表明:方法是对成像光谱仪信噪比仿真的一种全新而有益的尝试,具有很好的扩展性,传感器的研制设计提高性能指标,并缩短研制周期,为设计提供了参考。     

航空成像光谱仪的发展和在侦察中的应用

成像光谱仪在进行航空成像侦察时能够获得一个三维的数据立方体,其中,两维表示目标的空间信息,一维表示目标的光谱信息,因此,成像光谱仪在进行航空成像侦察时不仅能够对目标进行定位和判别,还可以利用自身可以获取目标光谱信息的能力更好地进行遮蔽和伪装目标的辨别。本文介绍了成像光谱仪的发展与现状,对成像光谱仪的成像原理进行了分析,比较了成像光谱仪不同成像原理的优缺点,并对成像光谱仪在航空成像侦察中的应用进行了讨论。     

极化SAR系统及其极化定标精度进展简述

对国内外典型的星载、机载极化合成孔径雷达（SAR）系统及其辐射、极化定标实现情况和精度指标进行调研简述。首先给出了极化SAR数据校正精度的一般需求,然后较为系统的给出了国内外代表性的极化SAR系统现状及其取得的系统校正及数据定标精度成果,包括极化SAR系统相对辐射定标精度、绝对辐射定标精度、极化通道串扰精度、极化通道幅度不平衡精度、极化通道相位不平衡精度等方面,最后对极化SAR数据定标精度的影响因素进行分析。全面地阐述极化SAR系统定标精度信息索引及其发展现状,为相关研究人员提供及时、系统的极化SAR系统研制及其定标性能研究进展信息。     

基于地面定标技术的地物光谱反演方法研究

阐述了利用地面光谱定标和实验室遥感仪器定标技术和遥感方程对成像光谱遥感数据进行反射率反演的理论基础、技术方案及操作规范。结合航空遥感飞行试验,对成像光谱遥感数据进行了地物反射率反演,并讨论分析了该方法的可行性条件。研究结果表明:(1)该方法简便、实用、可行;(2)地面定标点的选择及光谱测量精度是影响反射率反演准确性的主要因素;(3)遥感器的几何参量、遥感数据获取的时间跨度、地形因子及二向反射因素是造成反射率反演误差的重要原因,在实际应用中也应加以重视。     

一种机载SAR数据点目标辐射定标方法北大核心CSCD

针对机载平台姿态时变造成的天线波束指向不稳定而导致辐射精度下降的问题,提出了一种新的天线方向图定标方法。该方法基于sinc函数模型,考虑了飞机飞行过程中横滚角的影响,能够有效改善飞机姿态不稳导致辐射精度下降的问题。文章根据点目标响应能量计算、天线方向图定标和定标常数计算等关键步骤开展辐射定标研究,采用多波段机载SAR系统获取的C波段和X波段SAR数据对该方法的有效性进行了验证。积分法和峰值法的对比分析结果表明,结合本文新的天线方向图模型,积分法得到的相对和绝对辐射精度均优于峰值法,说明积分法提取点目标能量与本文改进的天线方向图模型结合的辐射定标方法能够满足高分辨率机载SAR数据辐射定标处理的要求。     

微波辐射计定标

对微波辐射计的两种定标方法进行了介绍,即分步定标法和整体定标法。分步定标法需要测量的中间参数较多,故误差来源多,定标精度低。整体定标一次完成,没有中间环节,因此定标精度较高,缺点是要求有一个提供给天线的准确、可靠的噪声环境,成本较高。本文在现有的实验条件下,分别对５．４ＧＨｚ和３７ＧＨｚ微波辐射计进行了整体定标和接收机定标,并对定标结果进行了对比。     

星载雷达高度计沙漠散射特性及定标方法研究

为了提高星载雷达高度计海面风速产品的精度并更好地修正海况偏差的影响,有必要对高度计测量的后向散射系数进行定标。分布目标是星载雷达散射系数定标的有效手段,而沙漠的散射特性特别适于高度计的散射系数定标。检验了Jason-2卫星高度计的沙漠回波波形,在澳大利亚辛普森沙漠和我国的塔克拉玛干沙漠选取了适当的区域,收集了在这些区域长达7a的Jason-2高度计数据。基于这些数据,研究了Jason-2卫星雷达高度计在沙漠上的散射系数特性,并提出了基于沙漠的散射系数定标方法,分析了其原理、可行性和试验方案,探讨了高度计和现场定标散射计足迹匹配等关键技术,并对其定标误差进行了分析,论证了沙漠定标场可实现优于0.5dB的定标精度。该方法有助于进一步提升海洋2号(HY-2A)卫星风速和海况偏差产品的质量和应用前景。     

基于标准探测器的FY-2(05)星扫描辐射计可见通道外场定标

为了对FY-2号05星扫描辐射计可见光通道进行发射前外场辐射定标,在采用了传统的辐亮度定标方法的同时,提出了一种新型的独立于扫描辐射计可见光通道光谱响应函数的基于标准探测器的反射比定标法(Detector Based Reflectance Calibration)。该方法通过筛选波长得出在一定的精度范围内FY-2号可见光通道的漫射板反射辐亮度与漫射板的某一单波长反射辐亮度成正比,从而可以用8通道高精度辐亮度标准探测器中对应波段的探测器的响应替代FY-2号05星扫描辐射计宽波段响应直接求出定标系数。传统辐亮度定标方法结果的不确定度为6.0%～6.4%,而利用基于标准探测器的反射比定标法定标结果的不确定度达到5.4%。实验结果表明基于标准探测器的反射比定标法由于采用了直接由高精度低温绝对辐射计传递的标准探测器,与传统的基于辐射源传递相比其测量精度得到有效提高,并且受现场大气条件的影响小。     

环境一号B星红外多光谱相机综合辐射定标

环境一号B星红外多光谱相机(简称HJ-1B星IRS)在轨运行过程中受各种因素的影响,其探测性能不断发生衰减,绝对辐射定标可有效地改善遥感器辐射特性的测量精度,从而提高遥感数据辐射质量.文中针对HJ-1B星IRS星上定标系统特点,利用2010年8月地面同步试验数据对IRS热红外通道进行综合辐射定标,修正了原始定标系数,并进行定标系数的真实性检验.结果表明借助地面试验数据进行的综合辐射定标弥补了星上定标系统的不足,获得的定标系数准确可靠,可满足遥感数据定量化应用的需要.     

干涉成像光谱遥感技术发展与应用

干涉成像光谱技术是遥感技术与应用的前沿与热点,因其高通量、高光谱分辨率和高成像稳定性等特点带来的巨大应用潜力而受到各国的普遍重视。从干涉成像光谱技术基本原理出发,系统回顾并评述干涉成像光谱数据在光谱复原、定标、大气校正三方面的主要进展,同时对国内外干涉型成像光谱仪的发展与应用加以介绍,指出基于HJ\|1A超光谱成像仪开展相关工作是加快我国干涉成像光谱技术发展的有效途径。     

MICROTOPS Ⅱ型太阳光度计对比定标分析

介绍MICROTOPS Ⅱ型5通道手持式太阳光度计的基本测量原理、气溶胶光学厚度计算方法,重点对其定标方法进行研究,分析了直射通道的Langley定标法和标准仪器对比定标法,使用经过Langley定标的CE318型标准太阳光度计对其进行对比定标.实验表明:两种不同仪器间对比定标可以显著提高测量精度,得到440nm和870nm波段的AOD(Aerosol Optical Depth)指标与标准仪器的偏差在0.03以内.     

基于分段辐射校正的星载TDI-CCD成像数据辐射处理方法

文中在分析现有的相对辐射校正方法的局限性基础上,提出了一种基于分段辐射校正的星载TDI-CCD成像数据辐射处理方法.该方法利用实验室定标数据对探元不同感光范围的光电响应模式采用不同的模型进行拟合,从而提高定标系数或者查找表的拟合精度.文中选取资源1号02BHR光学影像进行实验,实验结果表明文中提出的方法与现有的方法相比有较大提高.