传感器校准的方法有哪些?
以环境一号卫星为例,环境一号卫星遥感器主要包括分光学、微波(SAR) 和红外三个种类。
(一)光学遥感器校正
光学遥感器校正包括绝对定标和相对定标。
绝对定标是对目标作定量的描述,要得到目标的辐射绝对值。要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系,即定标系数,此步骤在卫星发射前后都要进行。卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场,用传感器观测辐射亮度值已知的标准辐射源以获得定标数据。卫星发射后,定标数据主要采用敦煌外场测量数据,此值一般在图像头文件信息中可以读取。
相对定标得出目标中某点辐射亮度 与其他点的相对值,又称为传感器探测元件归一化,是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程。由于传感器各个探测元件之间存在差异,使传感器探测数据图像出现一些条带。相对辐射定标的目的就是降低或消除这些影响。
(二) SAR校正
SAR校正包括内定标与外定标。
内定标是通过固定设备(如定标信号源、复制调频信号)注入定标信号到雷达数据流中,以标定雷达系统性能的过程。
外定标是通过地面目标产生或反射的定标信号来标定雷达系统性能的过程,这些地面目标可以是已知雷达截面积的点目标(如角反射器和有源反射器),也可以是已知散射特征的分布目标(如热带雨林)。
(三)红外遥感器校正
红外遥感器可采用内定标法。新一代的热扫描仪,均附有内部温度参考源,多采用在旋扫描镜角视场的两侧放置两个黑体辐射源的形式。这两个黑体源的温度被精确控制,并设置为地面检测目标的“最冷”与“最热”,对于每一条扫描线,扫描器先登录冷参考源的辐射温度,然后扫描地面,最后再登录热参考源的辐射温度,所有的信号记录在磁带上,两个温度源也随图像数据被记录下来,以便推算整幅热图像的辐射温度,同时保证当与其他热扫描仪输出值对比时,有一个绝对辐射值作为参考。
对于红外扫描仪定标,可运用经验或理论的大气模拟来计算大气效应。在理论大气模型数学关系中利用观测到的各种环境参数(如温度、压力、二氧化碳浓度等),来预测大气对遥感信号的影响。在这里,对影响大气效应因子的测量和建模是很复杂的,往往建立实际地:表测量值与相应扫描数据之间的经验关系,来消除大气的影响。同时需要建立不同遥感器热辐射值之间的转换关系。