本标准规定了气象卫星光学遥感器场地辐射校正星地同步观测的定标场地选择、观测内容、观测仪器和观测方法。 本标准适用于气象卫星光学遥感器场0.35μm-2.5μm、3μm-5μm和8μm-14μm波段场地辐射校正时，对场地表面光学特性、大气光学辐射特性及气象参数的同步观测。其他对地观测卫星光学遥感器场地辐射校正可参考使用。

ICS 07. 060
中华人民共和国气象行业标准
Qx/T266—2015
气象卫星光学遥感器场地辐射校正星地同步观测规范
Synchronous observation specification for sites radiometric calibration foroptical sensors of meteorological satellites2015-01-26 发布
中国气象局
2015-05-01 实施
规范性引用文件
术语和定义
定标场地选择
观测内容
观测仪器
观测方法
附录A(资料性附录）敦煌、青海湖辐射校正场场地特性参考文献
..++..+.
Qx/T2662015
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。Qx/T266—2015
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：胡秀清、张玉香。m
Qx/T266—2015
随着气象卫星遥感技术及其资料定量化应用技术的迅速发展，利用多个卫星光学遥感器获取定量化遥感数据、监测和分析全球气候与环境变化，对气象卫星遥感器辐射校正精度提出了更高要求。利用地面辐射校正场开展卫星遥感器辐射校正，是提高遥感器绝对辐射观测精度的重要手段之”九五”期间，国内遥感卫星应用部门和相关遥感单位协作，建立了中国遥感卫星辐射校正场敦煌辐射校正场和青海湖辐射校正场）和实验室定标系统，初步形成了场地辐射校正星地同步观测规范和实验室定标规范。”十五”期间，我国针对在轨运行的气象卫星、资源卫星和海洋卫星光学遥感器进行了多次场地辐射校正试验。此后多种国产遥感卫星（如环境减灾卫星、测绘卫星等）已经把场地辐射校正列入其光学载荷在轨辐射校正的重要手段之一。目前，气象卫星光学遥感器的场地辐射校正工作已进入业务化运行阶段，场地辐射校正是风云气象卫星在轨辐射定标的基线方法，每年一次的星地同步辐射校正试验成为光学载荷辐射校正不可或缺的手段，并逐步向完全自动化观测迈进。针对气象卫星光学遥感器，基于敦煌辐射校正场和青海湖辐射校正场，制定一套完整、科学的场地辐射校正星地同步观测规范，对于促进气象卫星场地辐射校正工作规范化，提高遥感器辐射校正精度，具有十分重要的意义。IV
1范围
Qx/T266—2015
气象卫星光学遥感器场地辐射校正星地同步观测规范本标准规定了气象卫星光学遥感器场地辐射校正星地同步观测的定标场地选择、观测内容、观测仪器和观测方法。
本标准适用于气象卫星光学遥感器0.35μm~2.5μm，3μm~5μm和8μm~14μm波段场地辐射校正时，对场地表面光学特性、大气光学辐射特性及气象参数的同步观测。其他对地观测卫星光学遥感器场地辐射校正可参照使用。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。QX/T45—2007地面气象观测规范QX/T46—2007地面气象观测规范QX/T47—2007
地面气象观测规范
QX/T49—2007
地面气象观测规范
地面气象观测规范
QX/T50—20071
QX/T51—2007
地面气象观测规范
QX/T61—2007
地面气象观测规范
第1部分：总则
第2部分：云的观测
第3部分：气象能见度
第5部分：气压观测
第6部分：空气温度和湿度观测
第7部分：风向和风速的观测此内容来自标准下载网
第17部分：自动气象站观测
QX/T69—2007大气浑浊度观测太阳光度计方法QX/T176一2012遥感卫星光学辐射校正场数据格式金伟其，胡威捷.辐射度光度与色度及其测量.北京：北京理工大学出版社，2009中国气象局．常规高空气象观测业务规范.北京：气象出版社，20103术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
[定标]场地calibration site
在空间和时间上具有较好的辐射和光学均一性，覆盖遥感器多个地面观测像元，场地上空无大气污染且晴空日数多，用于卫星光学遥感器辐射校正的地球参照自标。3.2
辐射校正
radiometriccalibration
辐射定标
为消除遥感图像的辐射失真或畸变而进行的校正，注：辐射校正实质上是确立空间对地遥感器响应输出与辐射输入之间的对应关系。1
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[星地]同步观测
synchronous observation
当卫星飞过定标场地前后，为遥感器场地辐射校正收集现场数据而开展的场地表面反射及辐射特性、大气光学辐射特性和气象参数的观测。3.4
朗伯特性lambertianpattern
物体具有其单位表面积在单位时间内向空间指定方向单位立体角内发射(或反射)的辐射通量正比于该指定方向与表面法线夹角的余弦的特性。3.5
reference standard panel
参考标准板
基于国家标准的用来进行物体反射比因子测量的漫反射板。注：参考标准板具有反射均匀和各向异性小的特点，是普通物体和地物反射比测量的重要参考基准，3.6
spectral irradiance
光谱辐照度
入射到目标面元上的辐射通量与该面元面积的比值。E(A) = F(A)/A
式中：
^一波长，单位为微米（μm）；E(Λ）一光谱辐照度，单位为瓦每平方米微米(w/(m2·μm)）；F(Λ）一辐射通量，单位为瓦（w）；A一面元面积，单位为平方米（m2）。3.7
solar direct irradiance
太阳直射辐照度
一个给定平面接收到来自日面中心一个小立体角内的辐射通量除以该表面的面积。注：如果该平面垂直于立体角的轴线，所接收的是法向太阳直射辐照度。假定采用窄波段地基太阳光度计对准太阳，且光谱通道没有气体吸收影响的情况下，太阳光度计某通道测量的太阳直射辐照度与大气层外太阳光谱辐照度的关系可以用下式表示。
Sg = SoaR?e-mTa Tg
式中：
Sg地面测量的在波长^上的太阳直射辐照度，单位为瓦每平方米微米(w/(m2·μm))；So一日地平均距离处大气层外太阳光谱辐照度，单位为瓦每平方米微米(w/(m2·μm)）；R一测量时的日地距离校正量，无量纲，计算方法为R=1十0.034×cOs(2πJ/365），J是一年中的第J天；m一大气质量数，近似为太阳天顶角余弦的倒数，即1/cOs()，无量纲；一波长为入的大气垂直总光学厚度，无量纲；TA
一波长为入处的臭氧等吸收气体的透过率，无量纲。3.8
光谱辐亮度
spectral radiance
给定波长处单位波长间隔内的光辐射产生的辐亮度。L(A) = F(A)/(A×W)
式中：
入一波长，单位为微米(μm）；L(^）一波长入处接收到的光谱辐亮度，单位为瓦每平方米球面度微米(w/(m2·sr·μm))或2
瓦每平方厘米球面度波数(w/(cm2·sr·cm-1)）；F(Λ）一波长^处接收到的辐射通量，单位为瓦（w）；A
一面元面积，单位为平方米（m2）；一立体角，单位为球面度(sr）。光谱反射比
spectral reflectance
给定波长处物体表面反射的辐射通量与入射到该面元的辐射通量之比。R(^)=F,()/ F,(^)
式中：
^一波长，单位为微米（μm）；R(Λ）一物体表面光谱反射比，无量纲；Qx/T266—2015
F(Λ)一物体表面反射的辐射通量，单位为瓦每平方米球面度微米(w/(m2·sr·μm)）；F（Λ）一物体表面入射的辐射通量，单位为瓦每平方米球面度微米(w/(m2·sr·μm)）。3.10
光学厚度
Eopticaldepth
大气中两点间路径的单位截面所有吸收和散射产生的总衰减。（k:+B)pd
式中：
Ta一光学厚度，无量纲；
S1一大气路径中起始点距离，单位为米（m）;S2一大气路径中终止点距离，单位为米（m）；k，一质量吸收系数，单位为平方厘米每克（cm2/g）；βa一散射系数，单位为每米(m-1）；P一物质密度，单位为干克每立方米（kg/m2）；ds一路径元，单位为米(m）。
漫射辐照度与总辐照度比diffuseto global irradiance ratioRa(A,)
给定波长和太阳天顶角条件下的天空漫射辐照度与太阳及天空下行总辐照度的比值。R (A, 0)=E(,)/ E, (,)
式中：
一波长，单位为微米（μm）；
一太阳天顶角，单位为弧度；
R（^，）一漫射辐照度与总辐照度比，无量纲；Ea（^，θ）一漫射辐照度，单位为瓦每平方米微米(w/(m2·μm)）;E（Λ，）一太阳总辐照度，单位为瓦每平方米微米(w/(m2·μm)）。3
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4定标场地选择
4.1陆地场
陆地场主要用于气象卫星光学遥感器可见光一短波红外波段的场地辐射校正。陆地场定标场地的选择应满足下列条件：
a）面积不小于12km×12km；
坡度角小于或等于2%，场地周边5km范围内无高大遮挡物；c)
场地表面物质单一，整个场地反射率的标准偏差不大于3%；朗伯特性好，偏离星下点15。以内的反射率与星下点垂直反射率偏差不大于2%；场地目标可见光至近红外波段反射率不小于0.10气候相对干燥，年降水量小于100mm，年晴天日数不小于150天；F）
地质地貌稳定性好，除降水影响外，不同时间反射率变化不大于3%；g）
场地周边无大型工业化设施和污染排放源，人为活动少，大气洁净，年平均污染指数不大于2级：
交通便利，灾害天气少。
敦煌辐射校正场是我国气象卫星辐射校正的陆地场，场地特性参见附录A的A.1。42水面场
水面场主要用于气象卫星光学遥感器热红外波段的场地辐射校正。水面场定标场地的选择应满足下列条件：
面积不小于12km×12km;
水体洁净，无污染，水质满足一类水质标准，c)
场地水温垂直梯度不大于0.5℃/km；d)
场地周边5km内无高大遮挡物；
气候相对干燥，年晴天日不少于150天；场地周边无大型工业化设施和污染排放源，人为活动少，大气洁净，年平均污染指数不大于2级；
交通便利，灾害天气少。
青海湖辐射校正场是我国气象卫星辐射校正的水面场，场地特性参见A.2。5观测内容
5·1可见光一短波红外波段
可见光一短波红外波段观测的内容应包括：a）
场地表面和参考标准板的可见光一短波红外光谱反射辐射；b）
场地表面和参考标准板的卫星遥感器对应通道的反射辐射；可见光一短波红外波段太阳直射辐照度；d)
可见光一短波红外波段太阳总辐照度和漫射辐照度；定标场地附近探空廓线和地面常规气象要素；观测点全球定位系统(GPS)定位。5·2热红外波段
热红外波段观测的内容应包括：a)
水体表面红外光谱辐亮度；
水表同步观测前后或实时黑体定标；水表面温度；
探空廓线和地面常规气象要素；观测点GPS定位。
6观测仪器
6·1技术指标要求
场地辐射校正星地同步观测仪器及技术指标应符合表1的要求。表1场地辐射校正星地同步观测仪器及性能指标要求仪器类型
光谱仪器
波段式仪器
仪器名称
野外光谱仪
红外光谱仪
光谱照度计
可见光、近红外野
外辐射计
技术指标要求
光谱范围：350nm~2500nm
光谱分辨率：可见光一近红外波段不大于3.5nm,短波红外波段不大于10nm视场角：8.0。~15.0。
波长精度：±1nm
探测器响应线性度：±0.01
温度范围：0℃~40℃
波长范围:2.0μm~15.0μm
光谱分辨率：不大于4cm-1
视场角：4.5。~15.0。
等效噪声温差：0.2K(在300K时）温度分辨率：不低于0.05℃(在20℃时)）温度测量范围：—80℃~50℃
环境温度：—20℃~50℃
光谱范围：350nm~1600nm
光谱分辨率：不大于5nm
视场角：180。
与卫星仪器设定的光谱通道中心波长偏移量不超过10%
带外响应不大于1%
视场角：8。～15。
信噪比：不低于600db
Qx/T266—2015
测量物理量和说明
地面光谱反射比
红外光谱辐亮度
天空漫射辐照度与总辐照度
卫星可见光、近红外
通道反射比
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