[发明专利]一种基于LED光源的光学相机宽谱段相对辐射定标方法

说明书

本发明公开了一种基于LED光源的光学相机宽谱段相对辐射定标方法，包括：积分球相对定标，将不同能量等级下的CCD面阵探测器相对辐射响应分布校正到一致状态；校正后的CCD面阵探测器对LED光源进行成像，得到LED光源照明的相对分布函数；入轨后根据对LED光源照明的测量进行一次探测器响应值修正，进一步获得在轨相对定标系数；根据能量等级以及在轨相对定标系数，进行大口径光学遥感器的相对辐射校正。本发明通过多个步骤，根据在地面以及在轨时的情况，合理采用不同的措施，最终实现相对辐射定标，解决现有技术容易出现的相对定标系数不再适用的问题。

技术领域

本发明涉及光学相机定标领域，特别涉及一种基于LED光源的光学相机宽谱段相对辐射定标方法。

背景技术

目前，随着星载光学相机分辨率的进一步提高，受能量因素制约相机的口径也越来越大，受在轨光学相机重量限制无法在入瞳处提供一个覆盖全口径的均匀目标用于面阵探测器的相对辐射校正。目前主要采用实验室积分球相对辐射校正、在轨基于地面大面积均匀场和图像统计算法的方式进行。随着卫星反射和在轨运行环境的变化，不同探测器的性能衰变不一致等原因，实验室相对定标系数就会存在不再适用的情况。对于幅宽较大的相机，地面没有适合的大面积均匀场面积，以及均匀区域的均匀性都会直接影响其定标效果，基于图像统计算法对于全幅宽范围内的缓变特征具有难以有效校正的问题，进而出现图像的明暗不均现象。所以，需要研究一种重量和功率较小且算法稳定的在轨光学相机相对定标及校正方法，为大口径光学相机在轨运行服务期实现实时快速高频次的相对辐射定标及校正。

发明内容

针对星载光学相机随着卫星反射和在轨运行环境的变化，实验室相对定标系数不再适用的问题，本发明提供了一种基于LED光源的光学相机宽谱段相对辐射定标方法，根据不同情况分为多个不同的步骤进行校正，解决上述问题。

以下是本发明的技术方案。

一种基于LED光源的光学相机宽谱段相对辐射定标方法，包括：积分球相对定标，将不同能量等级下的CCD面阵探测器相对辐射响应分布校正到一致状态；校正后的CCD面阵探测器对LED光源进行成像，得到LED光源照明的相对分布函数；入轨后根据对LED光源照明的测量进行一次探测器响应值修正，进一步获得在轨相对定标系数；根据能量等级以及在轨相对定标系数，进行大口径光学遥感器的相对辐射校正。本发明通过多个步骤，根据在地面以及在轨时的情况，合理采用不同的措施，最终实现相对辐射定标，解决现有技术容易出现的相对定标系数不再适用的问题。

作为优选，所述积分球相对定标的步骤包括：

上式为校正公式，其中DN_i,j为第i行j列的探测器响应计数值，通过相对定标系数校正，将不同能量等级下的CCD面阵探测器相对辐射响应分布校正到一致状态。积分球标准辐射源具有均匀性和朗伯性好的特点，可用于星载光学相机的实验室相对辐射校正和绝对辐射校正。

作为优选，所述LED光源照明的相对分布函数的测量步骤包括：

其中，为LED照明时第i行j列的探测器响应计数值；通过调整LED光源能量结合积分球标准辐射源相对定标系数，得到不同能量等级下LED光源照明的相对分布函数，作为光学相机在轨相对辐射校正的基础数据文件。

作为优选，所述在轨相对定标系数的获得步骤包括：LED光源与CCD面阵探测器保持一定距离，根据在轨运行期间不同探测器的衰减情况，在刚入轨时将LED光源组件切入光路调整供电电流，对CCD面阵探测器进行不同能量等级的相对辐射校正，入轨后根据对LED光源照明的测量进行一次探测器响应值修正，进一步获得在轨相对定标系数，LED测量改正值为相对定标系数为

其中，