【其他行业标准】 卫星低光谱分辨率红外仪器性能指标计算方法

ICS 07.060 A47 备案号：42179—2013 QX 中华人民共和国气象行业标准 QX/T 206—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 instruments with low spectral resolution 2013-10-14 发布 2014-02-01 实施 中国气象局 发布 目次 前言 1 范围 2 术语和定义 3 符号 4 数据源要求 5 性能指标计算方法 参考文献 前言 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。 1 范围 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。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 波长（wavelength） 波在一个振动周期内传播的距离。 2.2 波数（wavenumber） 在波的传播方向单位长度内波长的数目。 2.3 光谱分辨率（spectral resolution） 遥感器在接收目标辐射的光谱时，能分辨的最小波长间隔。 2.4 相对光谱响应（relative spectral response） 器件或材料对单色光辐射通量的响应。 2.5 通道中心波数（channel central wavenumber） 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-power bandwidth） 透过率曲线中两个透过率为最大透过率一半的点所对应的波长之差。 2.7 视场角（field of view） 光敏面接收辐射的立体张角。 2.8 空间分辨率（spatial resolution） 遥感器所能分辨的最小目标的大小。 2.9 通道配准偏差（channel overlapping bias） 通道视场中心和基准通道视场中心的偏差与基准通道光学视场角之比。 2.10 噪声等效辐亮度（noise equivalent radiance） 均方根噪声电流值时的入射辐亮度。 2.11 辐射定标准确度（radiance calibration accuracy） 遥感器观测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。 C1：普朗克常数中的常数项，C1 = 1.1910439 × 10⁻⁵ mW/(m²·sr·cm⁻⁴)。 C2：普朗克常数中的常数项，C2 = 1.4387686 cm·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⁻¹)］。 L(v,Tb)：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⁻¹)］。 n：样本数目。 Si(v)：通道的系统光谱响应。 Tb：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。 yi：每通道对 290K 黑体第 i 次测量的计数值。 v：波数。 Vcw：通道中心波数。 ε：黑体发射率，无量纲单位。 σd：每通道对 290K 黑体多次测量计数值的标准差。 σi：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⁻¹)］。 ΔTBH：黑体温度不确定度，单位为开尔文（K）。 ΔTi：仪器背景辐射温度，单位为开尔文（K）。 ΔTR：黑体二次反射温度不确定度，单位为开尔文（K）。 ΔTRT：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 定标试验应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，数据量应至少一个月。 5 性能指标计算方法 5.1 系统光谱响应 系统光谱响应由各光学部件光谱响应综合计算得到。 式中： m —— 光学部件的数目； Si(v) —— 各光学部件的系统光谱响应。