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海洋水色卫星光学传感器星上辐射定标技术规范

编制说明

一、概况

1.1任务来源

20237242023

年月日，自然资源部下达《年度自然资源标准制修订工作

计划》（自然资办发[2023]30号），本文件是自然资源部发布的2023年自然资源

卫星应用行业标准计划项目之一，标准计划名称《海洋水色卫星光学传感器星

上辐射定标技术规范》，项目编号：202333005。本文件由全国地理信息标准化

技术委员会卫星应用分技术委员会归口，由国家卫星海洋应用中心牵头起草。

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计划周期：个月。

1.2目的意义

随着航天技术的快速发展，海洋水色卫星遥感已逐渐成为获取海洋水色信

息的重要手段。海洋水色卫星是一种利用所搭载的传感器对海面进行光学探测

来获取有关海洋水色信息的卫星。它有效弥补了传统海洋观测手段的不足，使

1978-7

人类极大地加深了对海洋的认识。自年，美国发射的云雨卫星上装载的

CZCS

海岸带水色扫描仪（）证明了海洋水色遥感的可行性以来，海洋水色遥感

SeaWiFS

技术不断进步，经历了海洋观测宽视场传感器（）、中分辨率成像光谱

MODISMERISVIIRS

仪（）、中等分辨率成像光谱仪（）、可见光红外成像辐射仪（）、

GOCIOLCI

地球同步海洋水色成像仪（）、海洋与陆地颜色仪（）等多代卫星的

发展。目前，海洋水色卫星逐渐应用于海洋渔业资源保护、渔场现状评估、海

岸带资源调查、河口及邻近海域污染监测与环境评估、海洋权益维护以及全球

环境变化研究等诸多领域，具有很高的实际应用和科学研究价值，在全球碳循

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环、初级生产力以及海洋与海岸带环境变化等方面有着不可替代的重要作用，

越来越受到人们的重视。

由于海洋水色卫星多用于定量应用，需要精确探测辐亮度的数值，因此确

定各波段探测到的数码值（DN）与入瞳辐亮度之间的准确对应关系非常重要。

一般在发射之前会对传感器进行实验室定标，其中包括辐射定标与光谱定标。

然而，卫星传感器在运输、发射的过程中，会受到环境变化、冲击、振动等不

可避免因素的影响，其光机结构参数往往会发生改变；同时，在传感器长期的

在轨运行期间，由于光学元件、探测器电子器件的老化，也会造成传感器响应

度的下降，使得发射前的实验室辐射定标结果不再适用。为获得入瞳辐亮度的

准确数据，对在轨海洋水色卫星进行在轨辐射定标，跟踪其性能变化非常有必

要。目前，水色卫星在轨辐射定标方法主要包括交叉定标、替代定标和星上辐

射定标。其中，星上辐射定标是通过安装在卫星上的定标装置来实现对传感器

的定标，具有高频率和高精度的特点，其在上述三种在轨定标方法中具有最高

的辐射定标精度。

在上述背景之下，由于近年来我国海洋水色卫星快速发展，为满足水色卫

星定量化应用需求，需要通过星上辐射定标技术对传感器辐射响应随时间的变

化进行校正，从而提高国产卫星传感器的定标精度和卫星产品的数据质量。但

是由于星上辐射定标技术在我国处于发展的起步阶段，目前国内还没有国家或

行业标准可以遵循，存在定标流程不规范统一、精度要求不明确等问题，影响

海洋水色卫星光学传感器的星上辐射定标精度。因此，急需制定海洋水色卫星

光学传感器星上辐射定标技术规范，来指导传感器星上辐射定标的规范性，提

高我国业务化海洋卫星水色传感器的辐射定标精度，进一步拓展我国海洋水色

卫