[发明专利]针对地球静止轨道光学遥感器的太阳辐射定标系统及方法

说明书

本申请公开了一种针对地球静止轨道光学遥感器的太阳辐射定标系统及方法，系统包括展开式太阳能板、太阳能板承载臂、卫星体和太阳定标装置；展开式太阳能板通过太阳能板承载臂与卫星体的第一侧面和第三侧面固定连接；太阳定标装置与卫星体的第二侧面固定连接；太阳定标装置包括观察窗、衰减屏、积分球、漫反射板和遥感器；观察窗位于太阳定标装置的第五侧面上；衰减屏位于太阳定标装置内部，遥感器和积分球位于太阳定标装置的第八侧面的内壁上；漫反射板位于太阳定标装置内部，且位于遥感器与第六侧面之间。本发明提供的针对地球静止轨道光学遥感器的太阳辐射定标系统及方法，可以提高太阳辐射定标的精准度。

技术领域

本申请涉及空间遥感成像领域，尤其涉及针对地球静止轨道光学遥感器的太阳辐射定标系统及方法。

背景技术

高分辨率遥感图像作为一种主要的信息载体，在国防、测绘等各个领域有着重要的战略意义。遥感器在反射波段对地面进行观测时，要想最终获得较高精度的地物目标的光谱反射比，就必须首先以较高精度将遥感器输出的数字量转化成地物目标在遥感器入瞳处的波段辐亮度。尽管遥感器飞行前在地面上，已经经过模拟轨道环境的绝对辐射太阳定标，得到“遥感器入瞳波段辐亮度—A/D输出数字量”太阳定标曲线，但是在火箭搭载遥感器飞行以及高轨卫星在固定轨道运行过程中，不可避免的会受到随即振动，加速度冲击，物理环境的变化，以及光学元件效率下降以及探测器和电子器件老化等原因，遥感飞行前的太阳定标曲线会发生变化。这个问题可以通过给遥感器配上星上太阳定标系统，在卫星在轨期间周期性的对太阳定标，追踪其性能的变化。

由于GEO和LEO轨道性质不一样，遥感器多采用面阵对地凝视成像，LEO多采用线阵推扫成像，因此定标的时机不一样，定标系统的方式也不一样，目前现有的星上辐射定标装置大多建立在LEO轨道上，线阵推扫成像使得定标装置需要安装摆镜进行旋转推扫。

目前常见的太阳定标技术有：

美国陆地卫星MSS和TM的太阳定标器，其结构简单，但是太阳定标效果不理想，主要原因在于平面摆镜长期暴露在外空间，在强烈的太阳辐射和空间高能粒子轰击下，光学性能发生衰减，并且小孔光阑在空间尘埃的影像下可能会被堵塞。

法国SPOT卫星上HRV相机的太阳定标器，其太阳定标效果受到大气层外太阳光谱辐照度测定的确定性和太阳定标装置中光纤和光学系统在空间环境受污染后光谱透射率的稳定性等影响。

红外多光谱扫描仪的太阳定标器，其太阳定标效果受到太阳光入射角范围和像面辐照度的不均匀性的影响，光学性能不稳定。

但是以上的卫星定标都存在一些共同的缺点，首先，它们的检测是一种“采样式”的检测，没有模拟遥感器采集图像数据的实际情况。其次，太阳常数的变化没有实际检测而是由公式推算而来。

另一方面，对近地轨道(LEO)而言，其上的遥感器是采用线阵推扫成像成像，在定标过程中，相机需要摆镜来对日进行推扫，而摆镜推扫的速率又和地球的位置有关，需要实时严格调整，否则推扫出的像会出现畸变。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述缺点，本发明公开一种针对地球静止轨道光学遥感器的太阳辐射定标系统及方法，以解决太阳定标器的性能随时间变化和近地轨道卫星推扫成像摆镜控制问题，导致太阳定标精度下降的缺点。

一方面，本发明提供了一种针对地球静止轨道光学遥感器的太阳辐射定标系统，该系统包括：展开式太阳能板、太阳能板承载臂、卫星体和太阳定标装置；

所述卫星体包括相对设置的顶面和底面，还包括顺次连接的第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述顶面与所述底面通过所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面和所述第四侧面固定连接；

所述展开式太阳能板通过所述太阳能板承载臂与所述卫星体的所述第一侧面和所述第三侧面固定连接；

所述太阳定标装置与所述卫星体的所述第二侧面固定连接；