本标准规定了卫星低光谱分辨率红外仪器性能指标计算的数据源要求及计算方法。 本标准适用于卫星低光谱分辨率红外仪器性能指标的计算。
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会（SAC/TC 347）提出并归口。
本标准起草单位：国家卫星气象中心。
本标准主要起草人：漆成莉、刘辉、马刚。

ICS07.060
备案号：42179-2013
中华人民共和国气象行业标准
QX/T206—2013
卫星低光谱分辨率红外仪器
性能指标计算方法
Calculation method of specification for satellite infrared instrumentswith low spectral resolution2013-10-14发布
中国气象局
2014-02-01实施
术语和定义
数据源要求
性能指标计算方法
参考文献.·
QX/T206—2013
QX/T206--2013
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由全国卫星气象与空间天气标准化技术委员会（SAC/TC347)提出并归口。本标准起草单位：国家卫星气象中心。本标准主要起草人：漆成莉、刘辉、马刚。1范围
QX/T206—2013
卫星低光谱分辨率红外仪器性能指标计算方法本标准规定了卫星低光谱分辨率红外仪器性能指标计算的数据源要求及计算方法。本标准适用于卫星低光谱分辨率红外仪器性能指标的计算。术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。2.1
wavelength
波在一个振动周期内传播的距离。2.2
wavenumber
在波的传播方向单位长度内波长的数目。2.3
spectralresolution
光谱分辨率
遥感器在接收目标辐射的光谱时，能分辨的最小的波长间隔。2.4
相对光谱响应
relativespectralresponse
器件或材料对单色光的辐射通量的响应。2.5
通道中心波数
channel centralwavenumber
探测器最大响应率所对应的波数位置。注：通道中心波数的精确计算通常是光谱响应范围内测量点的光谱透射率和波数位置卷积值与透射率积分值之商。2.6
半功率带宽
half-powerbandwidth
透过率曲线中两个透过率为最大透过率的一半的点所对应的波长之差。2.7
视场角fieldofview
光敏面接收辐射的立体张角。
spatialresolution
空间分辨率
遥感器所能分辨的最小H标的大小。2.9
通道配准偏差
channeloverlappingbias
通道视场中心和基准通道视场中心的偏差与基准通道的光学视场角之比。2.10
噪声等效辐亮度
noiseequivalent radiance
QX/T206.--2013
均方根噪声电流值时的入射辐亮度。2.11
辐射定标准确度radiancecalibrationaccuracy遥感器观测的目标亮温与目标真实亮温的偏差。3符号
下列符号适用于本文件。
C：普朗克两数中的常数项，C=1.1910439×10mW/（m2·5r·cm*）。C2：普朗克呐数中的常数项，C2-1.4387686cm·K。Lcov：红外仪器的“准光谱通道”观测值，单位为毫瓦每平方米球面度波数（mW/（m2·sr·cm))。
L(v，T。）：黑体普朗克辐射，单位为毫瓦每平方米球面度波数（mW/（m2·sr·cm\））。n：样本数目。
S,(v）：通道的系统光谱响应。T。：黑体温度，单位为开尔文（K)。y：每通道对290K黑体多次测量计数值的平均值。y：：每通道对290K黑体第i次测量的计数值v：波数。
Vew：通道中心波数。
E：黑体发射率，无量纲单位。
Ga：每通道对290K黑体多次测量计数值的标准差。o；：噪声等效辐亮度，单位为毫瓦每平方米球面度波数（mW/(m2·sr·cm\)）。△TBH：黑体温度不确定度，单位为开尔文（K）。△T；：仪器背景辐射温度，单位为开尔文（K）。△TR：黑体二次反射温度不确定度，单位为开尔文（K）。ATRT：星上黑体测温误差.单位为开尔文（K）。4数据源要求
4.1地面测试光谱响应数据
地面用光谱仪测试的所有通道的光谱响应数据，应在0℃～50℃的真空环境中进行测量。4.2
地面测试仪器通道光学视场角数据地面用频谱仪测量仪器响应和仪器方位角度信息，应在0℃～50℃的环境中进行测量。4.3地面红外真空定标试验数据
定标试验在模拟空间冷屏的大型超高真空容器中进行，环境温度应在18℃～22℃，相对湿度控制在30%～40%，洁净度应高于一万级。4.4卫星红外仪器在轨源包数据
卫星发射后可使用红外仪器下发的0级源包数据计算性能指标，数据量应至少个月。2
5性能指标计算方法
系统光谱响应
式中：
-·-光学部件的数目；
S,() S: ()×S().×S.()
Sm（v)-.--第m个光学部件的相对光谱响应。5.2
通道中心波数
om(v) S,(v)de/[ S,(v)dv
式中：
ov）-.-测量点光谱位置，单位为波数（cm\\)；S,(v)--计算方法见公式(1)。
半功率带宽
式中：
一通道带宽，单位为波数（cm\）；左半功率点的光谱位置；
有半功率点的光谱位置。
空间分辨率
r=2×h×tan[(aα)/2
式中：
一空间分辨率.单位为千米(km）；一卫星高度，单位为千米（km)；左半功率带宽处对应的光轴位置，单位为度（°）；右半功率带宽处对应的光轴位置，单位为度（°）。通道配准偏差
p=100×da/afoy
式中：
通道配准偏差；
.一通道视场中心相对于光学基准参考通道的偏差，单位为度（°）；通道视场张角，单位为度（）。5.6
噪声等效辐亮度
式中：
QX/T206—2013
·（1）
（2）
·（5）
..·..(6)
QX/T206—2013
式中：
-计算方法见公式（7)；
定标系数斜率。
-计算方法见公式（8）。
辐射定标准确度
实验室辐射定标准确度的计算方法5.7.1.1
黑体普朗克辐射
(y:)\)/(n-1)
L(vew，T）=C,uew/[exp(c2Uew/T。)—1]式中：
计算方法见公式（2)。
黑体温度不确定度
ATBB=C2Vew/In[cve/[L(vewT)X（1+p)]+1]-T式中：
一计算方法见公式（2）：
L(vew，T。）—计算方法见公式（9)；.·.....·..·..(7)
·（9)
（10）
面源黑体的辐射不确定度，单位为毫瓦每平方米球面度波数（mW/（m2：srcm\\))。
黑体二次反射不确定度
△TBR C2Vew/In[cva/L(v,T。)Xe+1]-T式中：
L(vsw,T.)-
计算方法见公式（2)；
计算方法见公式（9)。
仪器背景辐射
ATB=C2Ve/In[cv/L(vew,T。)+L(vew,280)X（1-)+1-Tu式中：
L(vew,T)--
计算方法见公式（2）；
计算方法见公式（9）。
噪声等效温度
a,=c2Uew/ln(ciuw/L(vew,T）+o,+1)T。式中：
噪声等效温度，单位为开尔文（K）；一计算方法见公式（2)；
..(11)
（12）
·(13)
L(vew，T。）-—计算方法见公式（9)；or
一计算方法见公式（6）。
5.7.1.6星上黑体测温误差免费标准bzxz.net
式中：
api)/4—TBp
第；个铂电阻温度计的计数值，无量纳单位；Cp
第i个铂电阻温度计的温度转换系数，单位为开尔文(K)；标定的黑体温度，单位为开尔文(K)。实验室辐射定标准确度
ATb=ATBB+VATBR+T++ATPRT
式中：
△Tib一-实验室辐射定标准确度，单位为开尔文(K)；一一计算方法见公式（10)；
·计算方法见公式（11)；
计算方法见公式（12）；
·计算方法见公式（13）；
△TpRT一计算方法见公式（14)。5.7.2在轨辐射定标准确度的计算方法QX/T206-—2013
·（14)
·（15)
选取与红外仪器近同时天底过境、空间匹配的均匀目标观测样本，对高光谱分辨率仪器的红外观测光谱与低光谱分辨率红外仪器光谱响应函数先进行分辨率插值处理，使二者光谱分辨率一致，再进行光谱卷积。样本匹配时先对均勾性进行检验，如对红外大气探测干涉仪和红外分光计均选择2×2像元为滑动区域，控制高光谱分辨率仪器滑动区域观测样本的标准差小于5K的样本为均勾性条件满足的样本，再选择与满足条件的高光谱分辨率仪器观测样本区域球面距离最近且小于10km的红外分光计样本为匹配上的样本，比较两个仪器匹配样本区域的均值。统计所有高光谱分辨率仪器与低光谱分辨率红外仪器观测匹配样本亮温偏差的均值为在轨辐射定标准确度。Th=C2U/[ln(G,Uw/Lv+1)J—T
式中：
·（16）
Thi，·一高光谱分辨率仪器与低光谱分辨率红外仪器观测匹配样本的亮温偏差，单位为开尔文(K);
Uw—计算方法见公式（2)；
Lcov一计算方法见公式（17)；
·—低光谱分辨率红外仪器观测亮温，单位为开尔文（K)。T
[\ L (v) . Sr(v)dv/\ S(v) . dyLiov=
式中：
一-一低光谱分辨率红外仪器通道响应函数的起始波数，单位为波数（cm\）；V2
低光谱分辨率红外仪器通道响应函数的结束波数，单位为波数（cm）；（17）
L（v）一：高光谱分辨率仪器观测辐射率光谱，单位为毫瓦每平方米球面度波数（mW/（m2·sr·cm));
QX/T206---2013
计算方法见公式（1)。
参考文献
陈述彭.遥感大辞典［M].北京：科学出版社.1990顾钧禧.大气科学辞典LMJ.北京：气象出版社.1994[2]
QX/T206-—2013
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