摘要
卫星传感器由于受到在轨空间环境变化、元器件电路老化等因素的影响，其辐射性能会出现持续性衰变，从而直接影响卫星遥感数据的定量产品精度以及应用效果。吉林一号光谱星于2019年1月发射，目前已经获取大量数据，应用广泛。但由于其发射时间不久，目前没有对其开展系统的在轨定标研究，虽然其他国产卫星定标方法已经成熟，但能否适用于吉林一号光谱星仍需研究探讨。若采用传统的场地定标，需要开展星地同步测量试验，受卫星轨道和大气的影响大，开展的试验次数有限，且成本高；若采用传统的交叉定标法进行定标，由于其可见光近红外波段数达到20个，无法找到与其波段一一匹配的传感器，导致传统的交叉定标方法不适用。 为探究如何对吉林一号光谱星进行高精度定标，本文开展以风云三号D星为参考，对吉林一号光谱星进行交叉定标的方法研究。首先，通过场地定标方法对参考星FY-3D进行定标精度研究。本文通过官方定标系数获取卫星影像表观辐亮度为相对真值；再利用无人机搭载的光谱仪构建场地BRDF模型校正地面同步实测反射率数据后，基于辐射传输方程拟合表观辐亮度作为计算值。通过比对二者辐亮度的相对差异研究参考卫星的精度。在此基础上，对吉林一号光谱星进行交叉定标方法研究。本文基于光谱响应与波段匹配方法建立传感器间的关联，对于两个卫星传感器的光谱响应不能“一对一”匹配的波段，构建两种多波段加权拟合方法计算定标后的表观反射率，进而推算定标系数，并对实验结果以变异系数作为相对差异进行分析。最后，在完成交叉定标后，对定标系数的检验。本文以交叉定标系数为基准，分别采用基于稳定目标的历史反射率定标方法和Landsat-8卫星影像获取表观反射率进行比对与精度检验。论文研究表明： （1）风云三号卫星可以作为参考卫星进行定标研究 通过场地定标与卫星影像两种方法拟合的不同波段表观辐亮度平均相对差异的绝对值为2.24%，相对差异最大的波段为3.89%。上述结果说明风云三号卫星在轨运行稳定，无明显衰减，其作为参考卫星进行交叉定标的精度较高。同时对于此类观测天顶角较大的卫星，地面反射率进行BRDF校正后定标的精度可以提高。 （2）通过交叉定标方法，可以获取高精度的吉林一号光谱星定标系数 本文通过敦煌辐射定标场，以风云三号卫星为参考，获取2019-2021的7景吉林一号卫星影像进行交叉定标，结果表明所有波段在不同时相的定标系数相对差异在2%~6%之间变化，其平均相对差异为3.92%，说明吉林一号卫星在不同日期下的定标结果均具有较好的一致性，即交叉定标结果较为可靠。同时根据历史反射率数据和Landsat-8影像，通过相对差异分析验证了本文交叉定标方法的高精度。
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