面向地球同步轨道大孔径遥感器星上辐射定标研究

发布时间：2021-02-14 22:03

　　星上定标由于其传递链路短、定标精度高,成为了主要的定标方式。该研究针对地球同步轨道大孔径遥感器的特点,提出了基于太阳漫反射板（Solar Diffuser,SD;简称漫反射板）的部分孔径定标方法。太阳漫反射板定标是目前世界上太阳反射波段主流的星上定标方式。该定标方式是以常年较为稳定的太阳作为光源,漫反射板反射太阳光作为标准的辐亮度源。载荷的响应度随时间的变化可以通过载荷观测漫反射板的响应值计算得到。由于漫反射板在太空环境下,表面特性易发生改变,因此还需要携带漫反射板稳定性监测机构（SDRDM;简称比辐射计）。该研究采用了双口对称式监测方法,该方法通过太阳观测端口观测太阳实现SDRDM的探测器响应监测,通过漫反射板端口观测漫反射板实现SDRDM探测器响应和漫反射板反射率乘积的监测。两种监测的比值可以实现漫反射板反射率的监测。为了降低部分孔径因子测量引入的误差,该研究还提出了探测器响应传递法定标。该方法以SDRDM探测器作为传递纽带,通过对SDRDM作星上辐射定标,在平台内实现探测器间的交叉定标。该研究针对大孔径遥感器难以实现全孔径全光路定标的难题,设计了部分孔径太阳漫反射板定标器。该定标... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 辐射定标
        1.1.1 辐射定标的定义
        1.1.2 辐射定标的溯源
        1.1.3 遥感器辐射定标的分类
    1.2 星上定标技术国内外研究现状
        1.2.1 国内星上定标技术
        1.2.2 国外星上定标技术
    1.3 论文的研究意义及主要研究内容
        1.3.1 论文研究意义
        1.3.2 论文研究内容
第2章 发射前辐射定标
    2.1 辐射定标常见概念
        2.1.1 辐射传输的几何量概念
        2.1.2 辐射传输的物理量概念
    2.2 实验室定标
        2.2.1 星上定标的重要物理量——BRDF
        2.2.2 遥感器非线性修正
        2.2.3 遥感器辐射定标
    2.3 本章小结
第3章 部分孔径星上定标方法
    3.1 星上辐射标准建立
    3.2 太阳漫反射板反射率监测方法
        3.2.1 太阳漫反射板衰减特性
        3.2.2 发射前监测
        3.2.3 在轨监测
        3.2.4 同角度比值法监测
    3.3 基于太阳漫反射板部分孔径的星上相对定标方法
    3.4 基于太阳漫反射板部分孔径的星上绝对定标物理模型
    3.5 基于相同太阳角度星上定标物理模型
    3.6 探测器响应传递法部分孔径定标
    3.7 孔径因子在轨计算
    3.8 本章小结
第4章 星上定标器的结构设计
    4.1 星上定标器总体设计
    4.2 漫反射板组件设计
        4.2.1 漫射板材料选择
        4.2.2 漫反射板光路设计
        4.2.3 漫反射板组件结构设计及分析
    4.3 比辐射计设计
        4.3.1 光路设计
        4.3.2 尺寸设计
        4.3.3 材料选择
        4.3.4 消光设计
        4.3.5 折转镜观测与双口观测
    4.4 定标舱体设计
    4.5 本章小结
第5章 星上定标基础参数获取
    5.1 实验室基础数据的测量方法
        5.1.1 漫反射板方向半球反射比（DHR）
        5.1.2 漫反射板双向反射分布函数（BRDF）
        5.1.3 遥感器定标孔径因子
        5.1.4 比辐射计太阳观测几何因子
    5.2 平台星历的基础数据
        5.2.1 天文计算相关概念
        5.2.2 太阳赤纬角计算
        5.2.3 太阳时角计算
    5.3 本章小结
第6章 在轨数据处理
    6.1 星上角度计算
        6.1.1 坐标系介绍
        6.1.2 漫反射板坐标系入射方向与观测方向角度推导
        6.1.3 SDRDM坐标系下的角度计算
    6.2 太阳漫反射板稳定性计算
        6.2.1 漫反射板监测计算及分析
        6.2.2 同角度比值法验证
        6.2.3 SDRDM观测特性在轨检验
        6.2.4 SDRDM探测器在轨检验
    6.3 星上相对定标计算
        6.3.1 太阳漫反射板星上相对定标前提
        6.3.2 相对定标结果
    6.4 星上绝对辐射定标计算
        6.4.1 辐射定标修正系数计算结果
        6.4.2 辐射定标不确定度分析
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁结构使用过程中的安全隐患问题及解决对策[J]. 佟学森.  北方建筑. 2019(02)
[2]风云四号气象卫星辐射成像仪在轨温度环境适应性[J]. 王淦泉,沈霞,王伟成,王保勇,胡炳亭.  红外与毫米波学报. 2018(05)
[3]视频卫星在轨相对辐射定标方法[J]. 王灵丽,白杨,潘征,谷文双,武红宇.  红外与激光工程. 2018(08)
[4]星载多相机拼接成像传感器在轨辐射定标方法[J]. 韩杰,谢勇.  测绘学报. 2017(11)
[5]一种利用恒星进行遥感卫星辐射定标的方法[J]. 许春.  红外与毫米波学报. 2017(05)
[6]遥感25号无场化相对辐射定标[J]. 张过,李立涛.  测绘学报. 2017(08)
[7]机械快门滤光片式多光谱成像仪相对定标方法研究[J]. 王建威,裴琳琳,谭政,黄旻,吕群波,刘扬阳,李伟艳.  光谱学与光谱分析. 2017(08)
[8]光学拼接焦平面空间相机的相对辐射定标[J]. 李宪圣,刘洪兴,孙景旭,薛常喜,任建岳,张立国,陈长征,任建伟.  光学学报. 2017(08)
[9]基于双LED光源积分球的硅探测器宽动态范围响应线性定标[J]. 刘辉,陈洪耀,司孝龙,张黎明.  光学学报. 2017(09)
[10]地球同步轨道卫星在轨异常与空间环境相关性分析[J]. 常峥,王咏梅,田天,潘业欣.  宇航学报. 2017(04)

博士论文
[1]大动态范围辐射标准传递技术研究[D]. 刘辉.中国科学技术大学 2018



本文编号：3033935