1 范圍

本標準規定了色散型高光譜遙感器實驗室光譜定標的設備條件和實驗方法。本標準適用于工作波段為0.4 pum~2.5 pm的色散成像型（如濾光片型、光柵衍射型、棱鏡色散型）機載/星載高光譜遙感器的實驗室光譜定標。其他色散型遙感器的實驗室光譜定標可參照使用。

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2 規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GJB 2700-1996衛星遙感器術語

GJB 3007A-2009防靜電工作區技術要求

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3 術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

高光譜遙感器hyperspectral remote sensor光譜分辨率在10-*入數量級的光學遙感器，入是工作波長。

3.2

光譜定標spectral calibration確定高光譜遙感器各光譜通道的峰值波長和光譜帶寬的過程。

3.3

實驗室光譜定標laboratory spectral calibration在實驗室內對高光譜通感器進行的光譜定標。

3.4

光譜帶寬spectral bandwidth高光譜遙感器各光譜通道相對光譜響應曲線中，光譜響應為最大值一半時所對應的波長之差值。

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4 一般要求

4.1定標實驗室

定標實驗室的環境條件要求如下：

a）潔凈度等級應優于十萬級。待定標高光譜遙感器對潔凈度有特殊要求時，應按要求執行；b）在遙感器工作波段和視場內，抑制雜散光；

c）溫度20C士3C，相對濕度50%士10%。待定標高光譜遙感器對溫濕度有特殊要求時，應按要求執行；

d）應具有良好的防靜電條件，防靜電工作區應符合GJB 3007A-2009的相關規定。

4.2待定標遙感器

待定標高光譜遙感器應工作正常且定標狀態與設計工作狀態一致。

4.3定標裝置要求4.3.1基本要求

高光譜遙感器實驗室光譜定標裝置包括單色儀、寬譜照明光源、標準參考譜線光源、高分辨率光譜儀、光譜輻照度計、平行光管、調整臺和數據采集處理系統，基本要求是：a）定標裝置應配套且在計量檢定有效期內；

b）定標裝置的性能參數應滿足高光譜遙感器光譜定標所需的精度要求；c）光譜定標可在光學隔振平臺上進行，平臺固有頻率不大于2Hz。

4.3.2詳細要求

4.3.2.1單色儀單色儀使用要求如下：

a）輸出光譜范圍應覆蓋待定標高光譜遙感器的工作譜段；b）使用前應進行校準，波長不確定度應小于光譜定標峰值波長允許偏差的三分之一；c）輸出光譜帶寬應小于待定標高光譜通感器光譜定標峰值波長允許偏差的三分之一；d）最小掃描步長應不大于待定標高光譜遙感器光譜定標峰值波長允許偏差。

4.3.2.2寬譜照朋明光源

輸出光譜范圍應覆蓋待定標高光譜遙感器的工作譜段，可選用溴鎢燈、氙燈等。采用穩壓電源確保輸出穩定。

4.3.2.3標準參考譜線光源

具有確定的特征譜線，可采用低壓汞燈、穩頻激光器等。

4.3.2.4高分辨率光譜儀高分辨率光譜儀使用要求如下：

a）測量光譜范圍應覆蓋待定標高光譜遙感器的工作譜段；b）光譜分辨率應優于單色儀輸出帶寬的十分之一；c）波長不確定度應優于單色儀的波長不確定度；d）使用前應校準波長不確定度。

4.3.2.5

光譜輻照度計

光譜輻照度計的使用要求如下：

a）測量光譜范圍應覆蓋待定標高光譜遙感器的工作譜段；b）光譜分辨率應優于待定標高光譜遙感器光譜定標峰值波長允許偏差；c）重復性應優于99%。

4.3.2.6平行光管

平行光管的使用要求如下：

a）通光光譜范圍應覆蓋待定標高光譜遙感器的工作譜段；b）出射光瞳應大于待定標高光譜遙感器人射光瞳；c）對于視場特別大的高光譜遙感器，可通過視場拼接實現全視場覆蓋。

4.3.2.7

調整臺應滿足定標過程中待定標高光譜遙感器的姿態和位置調整自由度和精度要求。

4.3.2.8

數據采集處理系統應滿足單色儀輸出波長的控制、待定標高光譜遙感器輸出圖像數據的實時顯示、采集和處理等要求。

5 定標方法

5.1光路調整

按圖1所示布置實驗室光譜定標的光路，其中單色儀、平行光管和待定標遙感器應調整為共光軸。

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5.2定標步驟定標步驟如下：

a）確認待定標高光譜遙感器和所有定標設備已充分預熱，達到正常工作狀態。

b）調節單色儀人射狹縫和出射狹縫的寬度，并利用標準參考譜線光源、高分辨率光譜儀測量單色儀的輸出波長和帶寬，確認單色儀滿足4.3.2.1的要求，

c）調節定標光源的電流，使待定標高光譜遙感器的輸出達到其滿量程的1/2~2/3。

d）采用如圖2所示的測量光路，在定標譜段范圍內連續調節單色儀的輸出波長，利用光譜輻照度計測量單色平行光的相對光譜輻照度分布。

e）使待定標高光譜遙感器工作在暗背景成像模式，利用數據采集處理系統采集50次以上的暗背景圖像數據，并取平均值。

f）使待定標高光譜遙感器工作在成像模式，在定標譜段內以一定的步長連續改變單色儀輸出波長，由數據采集處理系統采集50次以上的光譜定標圖像數據，并取平均值。單色儀掃描步長一般應小于待定標高光譜遙感器光譜定標峰值波長允許偏差。若待定標高光譜遙感器無明確的峰值波長允許偏差要求，可采用1/10光譜帶寬作為單色儀掃描步長。

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5.3定標數據處理方法

定標圖像數據處理步驟如下：

a）光譜定標圖像數據的平均值減去暗背景圖像數據的平均值，得到待定標高光譜遙感器各光譜通道對應的圖像數據。

b）利用單色平行光的相對光譜輻照度分布曲線，按式（1）計算得到各光譜通道歸一化光譜響應；

5.4定標不確定度分析

5.4.1峰值波長不確定度

光譜定標峰值波長不確定度的分析步驟為：

a）依據單色儀校準報告，確定其輸出波長不確定度01。

b）依據單色儀輸出光譜帶寬測量結果，確定輸出光譜帶寬導致的峰值波長不確定度02。單色儀輸出光譜帶寬導致的峰值波長不確定度不大于單色儀輸出光譜帶寬的二分之一，故：

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5.4.2光譜帶寬不確定度

光譜帶寬不確定度的分析步驟為：

a）依據單色儀校準報告，確定其輸出波長不確定度01。

b）依據單色儀輸出光譜帶寬測量結果，確定輸出光譜帶寬導致的不確定度020單色儀輸出光譜帶寬導致的定標光譜帶寬不確定度不大于單色儀輸出光譜帶寬的二分之一，故：

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