CN112798013B - 一种对光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法 - Google Patents

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Abstract

一种对光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，包括：基于定标场目标特性和大气测量数据甄选出下垫面和定标场；地面同步测量定标场的目标反射特性参数和大气参数，并对地面同步测量数据进行处理；基于星载光学传感器获取图像数据并对图像数据处理，同时提取传感器相应通道定标系数；用大气辐射传输模型推算出定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值；计算定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值和等效辐亮度观测值的相对差异；基于误差传递理论，进行单场验证不确定性评估，获取单场验证不确定度；基于国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度。

Description

一种对光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法
技术领域
本发明涉及遥感技术领域，尤其涉及一种对光学载荷在轨绝对定标结果进行验证的方法。
背景技术
卫星发射后，受发射过程中震动和工作环境改变，特别是机械冲击、失重、真空、太空辐射等影响，以及仪器本身和外界因素等的干扰，光学载荷辐射性能往往与发射前测试的性能存在着明显的偏差，单纯利用发射前的实验室定标结果不能够反映载荷在轨运行期间的真实辐射性能。例如，美国曾对1979年发射上天的海岸带水色扫描仪(The CoastalZone Color Scanner，CZCS)进行过地面辐射标定，发现其短波部分的性能在4年之后下降了25％；有研究发现Landsat-5/TM(Land+Satellite-5/Thematic Mapper)在发射600天后，短波通道的灵敏度下降了13％；Suomi-NPP/VIIRS(Suomi National Polar-orbitingPartnership/Visible Infrared Imaging Radiometer)在发射后辐射性能迅速退化，7天退化了约1％，严重影响了获取的数据产品质量。因此，随着遥感技术逐渐向满足定量化应用的方向发展，开展在轨绝对辐射定标研究，及时准确地发现光学载荷辐射特性的变化并制定针对性的补救措施是确保遥感数据可靠的有效手段，遥感数据的可靠性在很大程度上取决于光学载荷的在轨绝对辐射定标精度。
光学载荷在轨期间的外场绝对辐射定标结果的真实性检验在经过严格标定的可溯源标准测试设备支持下，将外场参考基准传递至在轨运行中的光学载荷，以此来检验载荷定标结果可靠性并确保其长时间的测试基准一致性，是提升在轨运行载荷性能评价与数据质量检测准确度、保证不同来源遥感信息可比性的关键。考虑到载荷的动态范围以及响应非线性，必需在不同地域环境条件下和不同大气条件下对光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行多场地综合验证，采用多场地联合开展地基验证的方式，尽可能多的获取载荷宽动态数据，最大限度消除单次观测误差，提高总体验证精度。近年来，国际对地观测委员会(CEOS)定标与真实性检验工作组(WGCV)一直致力于全球范围内验证场的优选，并在测试规范和数据处理方法方面做了大量研究工作，但是到目前为止，仍局限于单场验证，太阳反射谱段的地基验证不确定度约为5％-6％，红外发射谱段的地基验证不确定度为1.5K，且不同载荷间数据一致性差。
为了满足气象、海洋、环境和资源卫星系列卫星辐射定标，我国目前已构建了敦煌、青海湖、国家高分辨遥感综合定标场(简称“包头场”)。然而，目前我国国产卫星定标及地基验证也仅依赖于单场验证结果，其中太阳反射谱段载荷以敦煌场和包头场为主，红外发射谱段载荷以青海湖为主。基于此，面向光学载荷定标结果的高精度地基验证技术需求，针对目前地基验证中面临着测试目标单一、测量基准不一致、测试规范和数据处理方法各异而导致地基验证精度严重受限的问题，本专利提出了一种光学载荷在轨绝对辐射定标结果的多试验场综合验证方法，该方法将全面革新传统地基验证模式，最大程度降低传统地基验证过程中单场测量不确定度，提高总体验证精度，且实际可操作性强。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种对光学载荷在轨绝对定标结果进行验证的方法，以提高光学传感器在轨绝对辐射定标结果的地基验证精度。
(二)技术方案
本发明提供的对光学载荷在轨绝对定标结果进行验证的方法，包括如下几个步骤：
步骤A：基于定标场目标特性和大气测量数据甄选出下垫面定标场；
基于定标场目标特性和大气测量数据，甄选出具备差异下垫面，目标均一、稳定，且大气通透性好的定标场，为开展光学载荷宽动态网络化地基验证奠定基础。
步骤B：地面同步测量定标场的目标反射特性参数和大气参数，并对地面同步测量数据进行数据处理，得到目标反射率、大气温湿度廓线、气溶胶光学厚度、气溶胶消光系数、气溶胶吸收系数、气溶胶散射系数和大气柱水汽含量等参数，同时自定义气溶胶类型和大气模式。
对于步骤A选定的定标场j，在搭载光学传感器的卫星过境大面积均匀场地时，地面同步测量场地目标反射率、大气温湿廓线、气溶胶光学厚度和大气柱水汽含量数据等参数，自定义气溶胶类型和大气模式。
步骤C：星载光学传感器中获取图像数据并对获取的图像数据处理，计算出场地目标的图像计数值、太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息同时提取传感器相应通道定标系数：
对于定标场j，从星载光学传感器获取的图像中提取大面积均匀定标场地目标对应的图像数值，取平均值作为场地目标的图像计数值；同时，根据卫星数据的辅助文件中的信息，计算太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，如观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角、太阳方位角等信息，同时提取传感器相应通道定标系数。
步骤D：基于计算出的定标场的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式和太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，用大气辐射传输模型推算出定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值。
基于步骤B获取的定标场j的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式，和步骤C中提取的观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角、太阳方位角等辅助信息，基于大气辐射传输模型MODTRAN 5推算出定标场j的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值。
步骤E：基于计算出的定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值，结合传感器实际的通道光谱响应函数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处相应波段的等效表观辐亮度模拟值。
星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值计算：在计算得到定标场j的星载光学传感器入瞳处辐亮度后，结合传感器实际的通道光谱响应函数，即可计算得到定标场j的传感器入瞳处相应波段的等效表观辐亮度模拟值。
步骤F：基于定标场目标的图像计数值和传感器相应通道定标系数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度观测值。
星载光学传感器入瞳处等效辐亮度观测值计算：基于步骤C提取的定标场目标的图像计数值和传感器相应通道定标系数，计算得到的定标场j的星载光学传感器入瞳处相应波段等效辐亮度观测值。
步骤G：基于计算得到的定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值和等效辐亮度观测值，进行单一验证场验证结果计算，计算二者相对差异；
单一验证场验证结果计算：基于步骤E计算得到的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值和步骤F计算得到的观测值进行对比，计算二者相对差异；对于定标场j，相对误差为Rj。
步骤H：综合考虑地基验证过程中目标光谱特性与大气参数测量误差、大气辐射传输模拟误差等不确定性因素，基于误差传递理论，进行单场验证不确定性评估，获取单场验证不确定度。
单场验证不确定性评估：综合考虑地基验证过程中目标光谱特性与大气参数测量误差、大气辐射传输模拟误差等不确定性因素，基于误差传递理论，获取单场验证不确定度；对于定标场j，不确定度为Uj。
步骤J：基于国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度：
多试验场综合地基验证结果和总不确定合成：参照国际光度和辐射咨询委员会(CCPR)国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多场综合验证结果及不确定度。
(三)有益效果
本发明方法中提出了一种对光学载荷在轨绝对定标结果进行验证的方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度，有效消除了现有技术方案中单场单次观测误差，有利提升了光学传感器在轨绝对辐射定标结果的地基验证精度。
本发明提供的对光学载荷在轨绝对定标结果进行验证的方法，通过甄选广泛地理分布差异下垫面，目标均一、稳定，且大气通透性好的定标场，尽可能多的获取载荷宽动态数据，有效降低载荷非线性响应而带来的地基验证不确定性。
附图说明
图1为本发明实施例的光学载荷在轨绝对辐射定标结果的多试验场综合验证方法的流程图；
图2为本发明实施例的光学载荷在轨绝对辐射定标结果的多试验场综合验证方法的具体流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明实施例的对光学载荷在轨绝对定标结果进行验证的方法流程图，图2为本发明实施例的光学载荷在轨绝对辐射定标结果的多试验场综合验证方法的具体流程图，该方法包括以下步骤：
步骤A：基于定标场目标特性和大气测量数据甄选出下垫面定标场；
光学载荷在轨绝对辐射定标结果的多试验场综合验证方法的第一步是基于现有我国定标和真实性检验场目标/大气光学特性历史测量数据，依据待验证星载光学传感器空间分辨率和光谱范围，对场地目标选定具备差异下垫面、大气通透性好且稳定的大面积均匀场地；场地面积不小于5×5个像元，大气通透性良好且稳定，下垫面包含高、中、低反射特性，比如中端反射特性的敦煌沙漠、低端青海湖等。
步骤B：地面同步测量定标场的目标反射特性参数和大气参数，并对地面同步测量数据进行数据处理，得到目标反射率、大气温湿度廓线、气溶胶光学厚度、气溶胶消光系数、气溶胶吸收系数、气溶胶散射系数和大气柱水汽含量参数，同时自定义气溶胶类型和大气模式。对于选定的每个验证场，在卫星过境场地的前后半小时内，利用便携式地物光谱仪，比如SVC HR--1024或ASD等便携式光谱仪在地面同步测量场地反射率；需要注意的是，为了保证测量数据的精度，测量之前，需要对地物光谱仪进行严格的实验室标定，并对测量数据中的异常值剔除后进行多次测量均值处理；与此同时，利用太阳分光光度计，如CIMEL公司的CE318测量卫星过境定标场地时刻及前后时间的太阳直射和天空散射辐射，并由此反演得到气溶胶光学厚度、气溶胶消光系数、气溶胶吸收系数、气溶胶散射系数等参数用于自定义大气辐射传输模拟过程中的气溶胶类型；并在在卫星过境定标场地前半小时释放探空气球，以获取大气温湿压廓线数据用于自定义大气辐射传输模拟过程中的大气模式。
步骤C：星载光学传感器中获取图像数据并对获取的图像数据处理，计算出场地目标的图像计数值、太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息同时提取传感器相应通道定标系数：
根据地面实测大面积均匀定标场地的四角经纬度信息，在星载光学传感器获取的图像数据中定位大面积均匀定标场地所在位置，并从图像中提取对应四角区域内的图像，并对提取的图像进行统计分析，计算得到定标区域传感器观测值的均值作为目标的图像计数值；同时，从数据辅助文件中提取图像的四角经纬度信息，并根据大面积均匀定标场地在图像中的位置，计算传感器对应定标场地的观测天顶角和观测方位角；另外，结合卫星过境定标场地的日期和时间，计算得到太阳的观测天顶角和方位角，同时提取传感器相应通道定标系数。
步骤D：基于计算出的定标场的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式和太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，用大气辐射传输模型推算出定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值。
在步骤B数据处理得到的定标场j的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式为输入，结合步骤C计算的太阳-传感器之间的观测几何信息，如观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角、太阳方位角，设置驱动大气辐射传输模型MODTRAN运行的输入文件，然后运行大气辐射传输模型MODTRAN，该MODTRAN模型基于大气辐射传输方程即公式1计算得到星载传感器入瞳处光谱辐亮度，从输出文件中提取星载传感器入瞳处光谱辐亮度信息。
Figure BDA0002271217930000061
式中，
Figure BDA0002271217930000062
为大气层顶的辐亮度，
Figure BDA0002271217930000063
为程辐射，
Figure BDA0002271217930000064
为地表反射率，Ed为大气层顶的太阳辐照度，
Figure BDA0002271217930000065
为大气直射透过率，
Figure BDA0002271217930000066
为大气漫射透过率，
Figure BDA0002271217930000067
为大气反照率。
步骤E：基于计算出的定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值，结合传感器实际的通道光谱响应函数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处相应波段的等效表观辐亮度模拟值。
在计算得到星载传感器入瞳处辐亮度模拟值后，结合传感器实际的通道光谱响应函数Ri(λ)，将步骤D计算的星载传感器入瞳处光谱辐亮度与传感器通道光谱响应函数进行卷积运算进行卷积计算采用如下公式，得到星载传感器对应通道i入瞳处等效辐亮度
Figure BDA0002271217930000071
Figure BDA0002271217930000072
其中，Ri(λ)为传感器实际的通道光谱响应函数，
Figure BDA0002271217930000073
为星载传感器对应通道i入瞳处等效辐亮度，
Figure BDA0002271217930000074
为大气层顶的辐亮度，λ表示波长，λ1表示通道起始波长位置，λ2表示通道终止波长位置。
步骤F：基于计算出的定标场目标的图像计数值和传感器相应通道定标系数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度观测值。
基于步骤C提取的星载光学传感器通道i获取的定标场目标图像计数值DNi和星载光学传感器相应通道定标系数，计算得到的定标场j的星载光学传感器入瞳处相应通道等效辐亮度观测值
Figure BDA0002271217930000075
Figure BDA0002271217930000076
式中，DNi表示星载光学传感器通道i获取的大面积均匀场景计数均值，Gaini表示星载传感器通道i定标增益和Biasi表示星载传感器通道i和偏置。
步骤G：基于计算得到的定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值和等效辐亮度观测值进行对比，进行单一验证场验证结果计算，计算二者相对差异；
对于定标场j，基于步骤E计算得到的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值
Figure BDA0002271217930000077
和步骤F计算得到的观测值
Figure BDA0002271217930000078
进行对比，计算二者相对差异，星载传感器通道i所对应的相对误差为
Figure BDA0002271217930000079
Figure BDA00022712179300000710
步骤H：综合考虑地基验证过程中目标光谱特性与大气参数测量误差、大气辐射传输模拟误差等不确定性因素，基于误差传递理论，进行单场验证不确定性评估，获取单场验证不确定度。
综合考虑地基验证过程中目标光谱特性与大气参数测量误差、大气辐射传输模拟误差等不确定性因素，基于误差传递理论，获取单场验证不确定度；对于定标场j，不确定度为
Figure BDA0002271217930000081
如果因变量φ是若干自变量x，y，...，u的非线性函数形式表示为公式
φ＝F(x，y，…，u)
则因变量φ的标准偏差σφ与自变量x，y，…，u的标准偏差σx，σy，…，σu之间的关系如下公式所示：
Figure BDA0002271217930000082
如果自变量x，y，…，u是相互独立的，则独立变量的误差传递变为公式：
Figure BDA0002271217930000083
式中：
Figure BDA0002271217930000084
为自变量x，y，...，u的误差传递系数。
自变量x，y，...，u的误差通过各自对因变量φ的贡献为
Figure BDA0002271217930000085
Figure BDA0002271217930000086
传递和引入到因变量φ的误差上，则独立变量的误差传递变为如下公式：
Figure BDA0002271217930000087
因此，单场验证不确定度
Figure BDA0002271217930000088
为：
Figure BDA0002271217930000089
公式中，
Figure BDA00022712179300000810
是传感器通道i利用定标场j进行单场验证的不确定度；
Figure BDA00022712179300000811
为传感器通道i对应的大气层顶辐射亮度模拟值的不确定度；φi为载荷通道i定标系数的不确定度。
步骤H：基于国际光度和辐射咨询委员会国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度：
参照国际光度和辐射咨询委员会(CCPR)国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多场综合验证结果Ri及不确定度Ui。
在确定各场权重系数过程中，为了避免过小的不确定度占据的比例过大，需确定截止不确定度Ucut-off：
Figure BDA0002271217930000091
其中，
Figure BDA0002271217930000092
是传感器通道i利用定标场j的进行单场验证的不确定度。
利用截至不确定度将各单场验证不确定度进行调整，传感器通道i利用定标场j调整后的单场验证不确定为
Figure BDA0002271217930000093
Figure BDA0002271217930000094
for
Figure BDA0002271217930000095
Figure BDA0002271217930000096
for
Figure BDA0002271217930000097
传感器通道i利用定标场j进行验证分析相对误差对综合验证相对误差贡献的权重系数
Figure BDA0002271217930000098
Figure BDA0002271217930000099
其中，
Figure BDA00022712179300000910
表示权重系数，
Figure BDA00022712179300000911
表示单场验证不确定度。
以权重系数
Figure BDA00022712179300000912
为基础，对传感器通道i各单场验证的结果进行合成，得到传感器通道i多场综合验证的相对误差Ri及相应的不确定度Ui。
Figure BDA00022712179300000913
Figure BDA00022712179300000914
其中，Ri表示传感器通道i多场综合验证的相对误差，
Figure BDA00022712179300000915
表示单场验证不确定度，
Figure BDA00022712179300000916
表示传感器通道i利用定标场j调整后的单场验证不确定。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，该方法包括：
基于定标场目标特性和大气测量数据甄选出下垫面和定标场：
地面同步测量定标场的目标反射特性参数和大气参数，并对地面同步测量数据进行数据处理，得到目标反射率、大气温湿度廓线、气溶胶光学厚度、气溶胶消光系数、气溶胶吸收系数、气溶胶散射系数和大气柱水汽含量参数，同时自定义气溶胶类型和大气模式；
星载光学传感器获取图像数据并对获取的图像数据处理，计算出定标场目标的图像计数值、太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，同时提取传感器相应通道定标系数；
所述星载光学传感器获取图像数据并对获取的图像数据处理，计算出定标场目标的图像计数值、太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，同时提取传感器相应通道定标系数包括：
基于地面实测大面积均匀定标场地的四角经纬度信息，得到所述大面积均匀定标场地所在位置以及所述目标区域内的图像，对所述图像进行统计分析，得到所述定标场目标的图像计数值；
基于数据辅助文件得到所述图像的四角经纬度信息，基于所述图像的四角经纬度信息、所述定标场地在图像中的位置，得到传感器对应定标场地的观测天顶角和观测方位角；基于所述传感器对应定标场地的观测天顶角和观测方位角，结合卫星过境定标场地的日期和时间，得到太阳的观测天顶角和观测方位角，同时提取传感器相应通道定标系数；
基于计算出的定标场的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式和太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，用大气辐射传输模型推算出定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值；
其中，大气辐射传输模型为MODTRAN模型；将所述计算出的定标场的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式和太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息输入所述大气辐射传输模型，基于大气辐射传输方程得到星载传感器入瞳处光谱辐亮度；
基于计算出的定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值，结合传感器实际的通道光谱响应函数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处相应波段的等效表观辐亮度模拟值；
所述计算出定标场的星载光学传感器入瞳处相应波段的等效表观辐亮度模拟值，包括：
将计算出的星载传感器入瞳处光谱辐亮度与传感器通道光谱响应函数采用以下公式进行卷积运算，得到星载传感器对应通道i入瞳处等效辐亮度
Figure FDA0003914522580000021
Figure FDA0003914522580000022
其中，Ri(λ)为传感器实际的通道光谱响应函数，
Figure FDA0003914522580000023
为星载传感器对应通道i入瞳处等效辐亮度，
Figure FDA0003914522580000024
为大气层顶的辐亮度，λ表示波长，λ1表示通道起始波长位置，λ2表示通道终止波长位置；
基于定标场目标的图像计数值和传感器相应通道定标系数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度观测值；
所述计算出定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度观测值，包括：
基于星载光学传感器通道i获取的定标场目标图像计数值、星载光学传感器相应通道定标增益和星载传感器通道i偏置，得到的定标场j的星载光学传感器入瞳处相应通道等效辐亮度观测值；
基于计算得到的定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值和等效辐亮度观测值，进行单一验证场验证结果计算，计算二者相对差异，得到星载传感器通道i所对应的相对误差；
所述计算二者相对差异，得到星载传感器通道i所对应的相对误差包括：
基于所述等效辐亮度和所述等效辐亮度观测值得到所述等效辐亮度和所述等效辐亮度观测值的差值，基于所述差值与所述等效辐亮度观测值得到星载传感器通道i所对应的相对误差；
综合考虑地基验证过程中各不确定性因素，所述不确定性因素包括：目标光谱特性测量误差、大气参数测量误差、大气辐射传输模拟误差和定标系数的不确定度，基于误差传递理论，进行单场验证不确定性评估，获取单场验证不确定度；
其中，所述单场验证不确定度基于所述传感器相应通道定标系数的不确定度和所述大气层顶辐射亮度模拟值的不确定度得到；
所述通道定标系数的不确定度基于所述通道定标系数包含的自变量的标准偏差和所述通道定标系数包含的自变量对应的误差传递系数得到；
所述大气层顶辐射亮度模拟值的不确定度基于所述大气层顶辐射亮度模拟值包含的自变量的标准偏差和所述大气层顶辐射亮度模拟值包含的自变量对应的误差传递系数得到；
基于国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度；
所述以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度包括：
基于所述单场验证的不确定度确定截止不确定度；
利用所述截止不确定度将各所述单场验证不确定度进行调整，传感器通道i利用定标场j得到调整后的单场验证不确定度；
传感器通道i利用定标场j进行验证，得到分析相对误差对综合验证相对误差贡献的权重系数；
基于所述场验证的不确定度、所述调整后的单场验证不确定度得到所述总不确定度；
基于所述星载传感器通道i所对应的相对误差、所述权重系数，得到传感器通道i多场综合验证的相对误差。
2.根据权利要求1所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息包括：观测天顶角、观测方位角、太阳天顶角、太阳方位角。
3.根据权利要求1所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述基于计算出的定标场的目标反射率、自定义的气溶胶类型、自定义的大气模式和太阳-星载光学传感器之间的观测几何信息，用大气辐射传输模型推算出定标场的星载光学传感器入瞳处辐亮度模拟值的步骤中，所述大气辐射传输模型为MODTRAN模型，该MODTRAN模型基于大气辐射传输方程来计算得到星载传感器入瞳处光谱辐亮度，其中大气辐射传输方程如下：
Figure FDA0003914522580000041
式中，
Figure FDA0003914522580000042
为大气层顶的辐亮度，
Figure FDA0003914522580000043
为程辐射，
Figure FDA0003914522580000044
为地表反射率，Ed为大气层顶的太阳辐照度，
Figure FDA0003914522580000045
为大气直射透过率，
Figure FDA0003914522580000046
为大气漫射透过率，
Figure FDA0003914522580000047
为大气反照率。
4.根据权利要求1所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述基于计算出的定标场目标的图像计数值和传感器相应通道定标系数，计算出定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度观测值，包括：
根据星载光学传感器通道i获取的定标场目标图像计数值DNi和星载光学传感器相应通道定标系数，计算得到的定标场j的星载光学传感器入瞳处相应通道等效辐亮度观测值
Figure FDA0003914522580000048
Figure FDA0003914522580000049
其中，DNi表示星载光学传感器通道i获取的定标场目标图像计数值，Gaini表示星载传感器通道i定标增益，Biasi表示星载传感器通道i偏置。
5.根据权利要求1所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述基于计算得到的定标场的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值和等效辐亮度观测值进行对比，进行单一验证场验证结果计算，计算二者相对差异，包括：
对于定标场j，基于计算得到的星载光学传感器入瞳处等效辐亮度模拟值
Figure FDA00039145225800000410
和计算得到的星载光学传感器入瞳处相应通道等效辐亮度观测值
Figure FDA00039145225800000411
计算二者相对差异，得到星载传感器通道i所对应的相对误差为
Figure FDA00039145225800000412
采用以下公式实现：
Figure FDA00039145225800000413
6.根据权利要求1所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述综合考虑地基验证过程中各不确定性因素，所述不确定性因素包括：目标光谱特性测量误差、大气参数测量误差、大气辐射传输模拟误差和定标系数的不确定度，基于误差传递理论，进行单场验证不确定性评估，获取单场验证不确定度，包括：
因变量φ＝F(x，y，…，u)，其中x，y，...，u是自变量；
如果因变量φ是若干自变量x，y，...，u的非线性函数形式，则因变量φ的标准偏差σφ与自变量x，y，…，u的标准偏差σx，σy，…，σu之间的关系为：
Figure FDA0003914522580000051
如果自变量x，y，...，u是相互独立的，则独立变量的误差传递变为公式：
Figure FDA0003914522580000052
式中：
Figure FDA0003914522580000053
为自变量x，y，...，u的误差传递系数；自变量x，y，...，u的误差通过各自对因变量φ的贡献为
Figure FDA0003914522580000054
Figure FDA0003914522580000055
传递和引入到因变量φ的误差上，则独立变量的误差传递变为如下公式：
Figure FDA0003914522580000056
因此，单场验证不确定度
Figure FDA0003914522580000057
为：
Figure FDA0003914522580000058
其中，
Figure FDA0003914522580000059
是传感器通道i利用定标场j进行单场验证的不确定度；
Figure FDA00039145225800000510
为传感器通道i对应的大气层顶辐射亮度模拟值的不确定度；φi为载荷通道i定标系数的不确定度。
7.根据权利要求1所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述基于国际测量基准比对结果分析方法，以单场验证不确定度为分量确定各场权重系数，合成多试验场综合地基验证结果和总不确定度，包括：
基于单场验证的不确定度确定截止不确定度Ucut-off：
利用截止不确定度将各单场验证不确定度进行调整，传感器通道i利用定标场j调整后的单场验证不确定为
Figure FDA0003914522580000061
传感器通道i利用定标场j进行验证，分析相对误差对综合验证相对误差贡献的权重系数
Figure FDA0003914522580000062
以权重系数
Figure FDA0003914522580000063
为基础，对传感器通道i各单场验证的结果进行合成，得到传感器通道i多场综合验证的相对误差Ri及相应的不确定度Ui：
Figure FDA0003914522580000064
Figure FDA0003914522580000065
8.根据权利要求7所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述基于单场验证的不确定度确定截止不确定度Ucut-off采用以下公式实现：
Figure FDA0003914522580000066
其中，
Figure FDA0003914522580000067
是传感器通道i利用定标场j的进行单场验证的不确定度。
9.根据权利要求7所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述利用截止不确定度将各单场验证不确定度进行调整，传感器通道i利用定标场j调整后的单场验证不确定度为
Figure FDA00039145225800000613
包括：
若
Figure FDA0003914522580000068
则
Figure FDA0003914522580000069
若
Figure FDA00039145225800000610
则
Figure FDA00039145225800000611
其中，Ucut-off表示截止不确定度。
10.根据权利要求7所述的光学载荷在轨绝对辐射定标结果进行验证的方法，其特征在于，所述传感器通道i利用定标场j进行验证，分析相对误差对综合验证相对误差贡献的权重系数
Figure FDA00039145225800000612
采用以下公式实现：
Figure FDA0003914522580000071
其中，
Figure FDA0003914522580000072
表示权重系数，
Figure FDA0003914522580000073
表示单场验证不确定度。
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