《遥感载荷外场自动化辐射定标系统技术规范》征求意见

　　【仪表网 行业标准】近日，由中国科学院空天信息创新研究院 、中国资源卫星应用中心 、国家卫星气象中心 、中国科学院合肥物质科学研究院 、中国科学院地理科学与资源研究所 、中国计量科学研究院 、自然资源部国土卫星遥感应用中心 、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所等单位起草，TC327(全国遥感技术标准化技术委员会)归口的国家标准计划《遥感载荷外场自动化辐射定标系统技术规范》征求意见稿已编制完成，现公开征求意见。
 

　　卫星遥感载荷在发射前需要经过实验室的严格标定，然后，遥感载荷发射上天后，卫星遥感载荷与实验室基准的传递链路断开，无法保证卫星遥感载荷在轨期间获取数据的质量以及后续定量化应用效果。场地定标是当前国内外开展卫星遥感载荷在轨辐射定标和数据质量评价的重要技术手段，可建立星上遥感载荷与实验室基准之间的桥梁，实现卫星遥感载荷在轨期间的绝对辐射定标。传统人工定标方式受人力、物力、财力、天气等因素影响，无法满足高频次高精度在轨定标的需求。而外场自动化辐射定标系统通过无人值守的场地目标特性及大气观测设备进行自动化的连续测量及统一规范处理，生成载荷无关辐射定标产品，可以实现卫星每次过境时只要天气条件允许均可定标，保证多星高频次定标结果的一致性和长时间遥感数据可比性。
 

　　国际上，国际对地观测卫星委员会(CEOS)于2014年发起了全球自主辐射定标场网(RadCalNet)计划，美国RVP、法国La Crau、纳米比亚Gobabeb以及中国包头场作为首批示范场入选，并于2018年底实现业务化运行。我国除包头场外，敦煌场、嵩山场、云南场正在建设外场自动化辐射定标系统，“空间基础设施重大专项”也把自动化、国产化作为“十四五”工作的要点。随着国内外自动辐射定标场的陆续建立和投入使用，基于自动辐射定标场的高频次、自动化在轨场地辐射定标技术得到了长足的发展，积累了大量的经验和技术资料。然而，各个行业部门和卫星机构的测量设备、数据处理、不确定性分析方法相互独立，缺乏共同遵循的技术规范和标准，制约了外场自动化辐射定标系统的产业化发展和应用推广。
 

　　我国已经发布了陆地观测卫星可见光近红外以及热红外遥感器在轨场地定标方法等若干国家、行业标准。这些标准主要侧重于卫星过境时刻开展地面同步测量这种传统方式的在轨场地辐射定标，重点是为在轨场地数据同步获取提供标准和规范，并不适用于场地辐射定标的自动化数据获取和常态化运行，因此，目前尚缺乏基于自动辐射定标场进行在轨场地自动辐射定标的国家标准。
 

　　本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
 

　　本文件起草单位：中国科学院空天信息创新研究院、中国资源卫星应用中心、农业农村部规划设计研究院、国家卫星气象中心、中国科学院合肥物质科学研究院、中国科学院地理科学与资源研究所、中国计量科学研究院、自然资源部国土卫星遥感应用中心、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、国家卫星海洋应用中心、内蒙古北方重工业集团有限公司。
 

　　本文件规定了遥感载荷外场自动化辐射定标系统的组成，以及地面测量目标、外场自动化测量、外场测量数据自动处理、载荷无关大气层顶光谱辐亮度/反射率自动计算、遥感载荷自动化辐射定标及不确定度计算各分系统的技术要求。
 

　　本文件适用于陆地、气象、海洋等系列卫星遥感载荷可见光、近红外、短波红外谱段的外场自动化辐射定标。
 

　　地面测量目标分系统技术要求：
 

　　地面测量目标分系统应符合如下要求：
 

　　a) 所在区域海拔高程大于1000m；
 

　　b) 面积不小于待定标遥感载荷的10像元×10像元；
 

　　c) 具有良好的朗伯特性，地表光谱反射率变化较为平缓；
 

　　d) 具有良好的空间均匀性，且空间差异不大于3%；
 

　　e) 周边环境中无影响遥感载荷外场自动化辐射定标的遮挡物。
 

　　仪器设备配置：
 

　　外场自动化测量仪器设备应符合如下配置要求：
 

　　a) 目标反射特性自动测量系统不少于1套，且满足光谱范围覆盖400nm～2500nm，光谱辐亮度测量精度优于3%，时间采样频率优于3min；
 

　　b) 全自动太阳分光光度计不少于1套，且满足光谱波段至少包括340nm、380nm、440nm、500nm、675nm、870nm、936nm、1020nm 和 1640nm 共 9 个波段，辐照度测量精度优于 0.1%，太阳跟踪精度优于 0.01°，时间采样频率优于 10min；
 

　　c) 自动温湿压测量仪不少于 1 套，且满足温度测量范围(-35±0.2)℃~(+60±0.2)℃，相对湿度测量范围 0%~100%，时间采样频率优于 1min；
 

　　d) 风向风速测量仪不少于 1 套，且满足风速测量范围0mph~112 mph (50 m/s)，风向测量范围0°~360°，时间采样频率优于1min；
 

　　e) 全天空成像仪1套，且满足视场角180°，时间采样频率优于10min。
 

　　仪器设备运行：
 

　　外场自动化测量仪器设备运行应符合如下要求：
 

　　a) 布设位置：目标反射特性自动测量系统应布设于地面均匀目标的中间位置，距离边缘不少于1m，以降低背景反射的影响；全自动太阳分光光度计、自动温湿压测量仪、风向风速测量仪以及全天空成像仪等自动测量设备应布设于无遮挡的空旷区域；
 

　　b) 自动化运行：至少保证 9:00～15:00(地方时)处于自动运行状态；
 

　　c) 测量精准性：定期采用人工或自校准方式进行标定，并确定测量不确定度；
 

　　d) 测量重复性：重复性小于 1%；
 

　　e) 温度敏感性：性能对温度变化的响应小或者能够自动实时测定温度变化并进行校准；
 

　　f) 持续供电能力：配备固定电源或者太阳能电池板等自主供电设备；
 

　　g) 自动存储能力：具备不少于三个月的观测数据存储能力；
 

　　h) 可传输性：支持远程测控和远程数据传输，如支持移动通信终端通用分组无线业务(GPRS)或北斗(卫星)远程传输；
 

　　i) 可维护性和安全性：具备工作状态自动监测功能，方便工作人员检查维护，并且具备防止人为和自然破坏的安全措施。
 

　　测量数据自动筛选及预处理：
 

　　测量数据自动读取、筛选并进行预处理，筛选时应满足如下质量控制条件：
 

　　a) 天气晴朗，目标区周边 10 km2 内天顶无云；
 

　　b) 气溶胶光学厚度小于 0.3；
 

　　c) 气温在 0℃以上；
 

　　d) 风力小于 4 级。
 

　　更多详情请见附件。