中国空间辐射测量基准技术
发布时间：2021-04-11 00:44
为确保数据的定量化应用,国际航天遥感大国始终围绕定标技术开展研究,定标精度不断提高。在经历数十年发展之后,受传统的遥感载荷定标系统设计以及地面辐射校正技术理论极限的制约,目前遥感卫星辐射定标停留在太阳反射谱段2%,红外谱段0.2 K的不确定性水平,其精度难以继续提高。进入21世纪,气候变化问题成为全球关注的热点,全球气候变化研究对遥感卫星辐射测量精度提出了前所未有的要求。ASIC3（Achieving Satellite Instrument Calibration for Climate Change）报告指出,为了有效检测全球气候变化信号,准确预测气候变化,遥感卫星观测必须长期保持在太阳反射谱段0.3%、红外谱段0.1 K,太阳总辐射0.01%的不确定性水平。为了迎接这一挑战,欧洲和美国相继提出了CLARREO计划和TRUTHS计划,试图通过发射具有超高辐射测量精度的基准卫星,在监测气候变化信号的同时,标定其他遥感卫星,提升全球遥感卫星整体定标精度。同期,中国也提出了空间辐射测量基准技术的概念,并在"十二五"和"十三五",通过国家高技术研究发展计划和国家重点研发计划持续支持星上相变...
【文章来源】：遥感学报. 2020,24(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
千年尺度北半球气温变化及其不确定性（IPCC,2001)
气候变化的另一个特征是其过程的复杂性。图5来自2013年IPCC评估报告以及Trenberth等的分析结果，展示了地气系统辐射收支过程的复杂性以及人类活动影响带来的辐射强迫认知的不确定性。尽管科学家们对地气系统辐射收支概念模型的认识一致，但不同科学研究团队以及同一科学家不同时期对地球气候系统辐射强迫过程的量化描述存在差异。而这种差异足以改变不同气候系统模式对气候变化预测的结论，对此气候研究者早有论述（Murphy等，2004）。地气系统辐射传输过程尚且如此，其他的物理、化学、生物过程就更为复杂。澄清这些过程、准确确定相关参数的有效方法就是为地球系统研究提供长期稳定和准确的观测，而卫星观测具有长期连续和全球覆盖的特点，是气候诊断的重要观测工具。2.2 确保多源同类遥感数据可比以及高精度产品生成的需要
由于目前星上载荷定标系统无法实现辐射基准溯源，导致不同国家，同一国家不同系列以及同一系列不同卫星之间观测数据缺乏可比性。图6是不同卫星对太阳总辐射的长期观测结果（http://spot.colorado.edu/～koppg/TSI/[2020-01-19]）。图6中可以看到，星—星观测的搭接存在明显的阶梯，而谁是真值不得而知。观测的误差同样会带来遥感产品的误差。诸如海洋水色等需要借助通道之间细微差异，生成相应产品的算法，观测误差会被放大，造成产品精度严重下降，直接导致不同卫星所生成的产品难以比较。建立空间辐射测量基准是确保多源遥感数据和产品可比的根本手段。2.3 国家空间对地高精度遥感的需求
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间低温绝对辐射计研究[J]. 吴铎,王凯,叶新,王玉鹏,方伟. 发光学报. 2019(08)
[2]基于参量下转换自校准辐射基准源原理样机的光机设计[J]. 汤琪,李健军,李琛,翟文超,胡友勃,郑小兵. 光子学报. 2019(02)
[3]太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法[J]. 衣小龙,方伟,李叶飞,叶新,王玉鹏. 红外与激光工程. 2016(09)
[4]气象卫星发展回顾与展望[J]. 卢乃锰,谷松岩. 遥感学报. 2016(05)
[5]双通道自校准光谱辐射源光电探测效率的定标[J]. 高冬阳,胡友勃,刘岩,郭园园,夏茂鹏,李健军,郑小兵. 光学学报. 2016(11)
[6]Spectral properties of entangled photon pairs generated via quasi-phased-matched spontaneous parametric down-conversion[J]. 夏茂鹏,李健军,胡友勃,盛文阳,高冬阳,庞伟伟,郑小兵. Chinese Optics Letters. 2015(11)
[7]基于控制环境辐射的黑体辐射源发射率测量方法研究[J]. 宋健,郝小鹏,原遵东,刘曾林,许敏,丁雷. 中国激光. 2015(09)
[8]可在轨溯源的太阳反射波段光学遥感仪器辐射定标基准传递链路[J]. 王玉鹏,胡秀清,王红睿,叶新,方伟. 光学精密工程. 2015(07)
[9]空间低温辐射计中的精密电压测量系统[J]. 宋宝奇,叶新,杨东军,姜明,方伟. 光学精密工程. 2015(07)
本文编号：3130633
【文章来源】：遥感学报. 2020,24(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
千年尺度北半球气温变化及其不确定性（IPCC,2001)
气候变化的另一个特征是其过程的复杂性。图5来自2013年IPCC评估报告以及Trenberth等的分析结果，展示了地气系统辐射收支过程的复杂性以及人类活动影响带来的辐射强迫认知的不确定性。尽管科学家们对地气系统辐射收支概念模型的认识一致，但不同科学研究团队以及同一科学家不同时期对地球气候系统辐射强迫过程的量化描述存在差异。而这种差异足以改变不同气候系统模式对气候变化预测的结论，对此气候研究者早有论述（Murphy等，2004）。地气系统辐射传输过程尚且如此，其他的物理、化学、生物过程就更为复杂。澄清这些过程、准确确定相关参数的有效方法就是为地球系统研究提供长期稳定和准确的观测，而卫星观测具有长期连续和全球覆盖的特点，是气候诊断的重要观测工具。2.2 确保多源同类遥感数据可比以及高精度产品生成的需要
由于目前星上载荷定标系统无法实现辐射基准溯源，导致不同国家，同一国家不同系列以及同一系列不同卫星之间观测数据缺乏可比性。图6是不同卫星对太阳总辐射的长期观测结果（http://spot.colorado.edu/～koppg/TSI/[2020-01-19]）。图6中可以看到，星—星观测的搭接存在明显的阶梯，而谁是真值不得而知。观测的误差同样会带来遥感产品的误差。诸如海洋水色等需要借助通道之间细微差异，生成相应产品的算法，观测误差会被放大，造成产品精度严重下降，直接导致不同卫星所生成的产品难以比较。建立空间辐射测量基准是确保多源遥感数据和产品可比的根本手段。2.3 国家空间对地高精度遥感的需求
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间低温绝对辐射计研究[J]. 吴铎,王凯,叶新,王玉鹏,方伟. 发光学报. 2019(08)
[2]基于参量下转换自校准辐射基准源原理样机的光机设计[J]. 汤琪,李健军,李琛,翟文超,胡友勃,郑小兵. 光子学报. 2019(02)
[3]太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法[J]. 衣小龙,方伟,李叶飞,叶新,王玉鹏. 红外与激光工程. 2016(09)
[4]气象卫星发展回顾与展望[J]. 卢乃锰,谷松岩. 遥感学报. 2016(05)
[5]双通道自校准光谱辐射源光电探测效率的定标[J]. 高冬阳,胡友勃,刘岩,郭园园,夏茂鹏,李健军,郑小兵. 光学学报. 2016(11)
[6]Spectral properties of entangled photon pairs generated via quasi-phased-matched spontaneous parametric down-conversion[J]. 夏茂鹏,李健军,胡友勃,盛文阳,高冬阳,庞伟伟,郑小兵. Chinese Optics Letters. 2015(11)
[7]基于控制环境辐射的黑体辐射源发射率测量方法研究[J]. 宋健,郝小鹏,原遵东,刘曾林,许敏,丁雷. 中国激光. 2015(09)
[8]可在轨溯源的太阳反射波段光学遥感仪器辐射定标基准传递链路[J]. 王玉鹏,胡秀清,王红睿,叶新,方伟. 光学精密工程. 2015(07)
[9]空间低温辐射计中的精密电压测量系统[J]. 宋宝奇,叶新,杨东军,姜明,方伟. 光学精密工程. 2015(07)
本文编号：3130633
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