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在轨星上定标是提高卫星遥感器辐射定标精度的有效方法。国外的中分辨率成像光谱仪MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)采用星上变温黑体进行热红外通道的非线性定标,其变温黑体的温度变化范围为270-315K,我国风云三号C星中分辨率多光谱成像仪FY-3C/MERSI(Medium Resolution Spectral Imager)采用星上温度为284K的恒温黑体进行热红外通道在轨星上定标,其辐射定标还处于试验阶段,因此国家卫星气象中心NSMC(National Satellite Meteorological Center)尚未发布MERSI热红外通道的定标系数。为了实现和推动FY-3C及其他国产卫星热红外数据的应用,本文研究FY-3C/MERSI热红外通道在轨星上定标的最优算法。本文利用星上恒温黑体和冷空间观测两个标准参考点实现FY-3C/MERSI热红外通道在轨星上定标。定标方程利用两个参考点的辐亮度和扫描计数值进行回归分析确定,本文研究考虑3种方法:(1)“采样点线性拟合定标算法”;(2)“采样点非线性定常二次项拟合定标算法”;(3)“采样点非线性拟合定标算法”。利用IDL(Interface Description Language)语言开发了 FY-3C/MERSI热红外遥感数据在轨定标处理软件系统,可以快速实现FY-3C/MERSI热红外通道在轨星上定标。三种算法的定标系数特点为:采样点线性拟合系数的值在不同探元之间表现出明显的差异,且同一探元不同工位之间具有明显的差异。对同一探元同一工位而言,在每帧之间都有微小的变化,这些微小变化表现出随机性,总体来讲,每帧之间具有大体稳定的平均值。采样点非线性定常二次项拟合系数值的特点与采样点线性拟合具有相似的特点,而采样点非线性拟合系数的值在不同探元之间差异较小,同一探元不同工位之间的差异也较小,而对同一探元同一工位的每帧图像之间呈现出较大幅度的随机变化。可以看出线性拟合系数的特点与遥感器的基本特征是一致的。三种算法的有效性可以通过比较黑体反演辐亮度和黑体标准辐亮度,进一步也可以比较黑体反演亮温和黑体等效温度。黑体反演辐亮度相对于黑体标准辐亮度显示出一定的系统误差,它们的相对误差优于10-4,说明由定标系数计算的黑体反演辐亮度LiBB与由黑体等效温度计算的黑体标准辐亮度LeBB相当吻合。同时黑体反演亮温TiBB相对于黑体等效温度TeBB之差显示出一定的系统误差,前者低于后者0.25K,说明由定标系数计算的黑体反演亮温TiBB与黑体等效温度TeBB相当吻合。三种算法的两种差异值在不同探元之间差异较小,同一探元不同工位之间的差异也较小,且同一探元同一工位的每帧图像非常稳定,这种变化趋势与线性定标系数的特点是一致的。由于利用FY-3C/MERSI的星上恒温黑体进行热红外通道的非线性定标本身具有缺陷,因此,在这三种算法中,合理可行的选择是采用“采样点线性拟合”作为FY-3C/MERSI TEB的在轨定标算法。将来如果需要充分考虑CCD传感器的非线性响应,可行的解决途径是开发类似于MODIS的星载变温黑体,并研究相应的定标算法。