Page 147 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

应特性复杂，需检定参数较多。新型机载多光谱传感器产品在感光元件、波段数、
分光方式、光谱分辨率、空间分辨率及重量上均与传统航天传感器存在较大区别，
加之室外低空环境下大气变化复杂和机载平台稳定性较差等问题导致传统基于航

天遥感传感器的性能评价方法不完全适用于新型低空多光谱传感器。标准支撑方
面，当前研究机构和厂商之间的检定技术存在着检定指标不明确、检定环境无参
考、检定方法不规范、结果评价不统一等问题。新型机载低空遥感传感器检定相
关标准存在着发布时间较长、针对性不足、可参考性不强等问题，严重制约着机

载低空多光谱遥感应用行业的规范运行。
（一）多光谱传感器检定研究分析
遥感传感器检定是在特定环境和必要的辅助设施支撑下，对其自身响应性能
参数进行质量及鲁棒性检定和验证的一系列过程。低空多光谱传感器检定过程主

要涉及检定指标确定、检定环境构建、检定方法实施、检定结果评价等关键技术。
1. 检定指标
相关学者依照不同的检定设施和检定方法，对传感器的各项核心性能评价均
进行了一定的探索，涵盖了几何、光谱、辐射等多项性能。几何检定是对传感器

的几何性能进行评估，至关重要的因素为内外方位元素。内方位元素包含传感器
摄影中心点的像平面坐标和焦距；外方位元素表示传感器成像时刻的姿态和位置，
一般在传感器实际作业过程中检定，包含角元素和线元素。此外，由于传感器自
身制造工艺以及使用过程中环境的影响，使得传感器自身还包含一定的成像畸变，

导致输出图像中像点相对于其理论真实位置产生错误定位。按照畸变形状可分为
桶形畸变和枕形畸变，依据误差的影响分布可分为径向畸变和切向畸变。光谱检
定主要通过测定传感器在每个波长处接收到辐亮度与入射辐亮度的比值得到传感
器光谱响应函数。主要检定参数是中心波长和带宽，中心波长反映多光谱传感器

响应中心，带宽反映多光谱传感器的光谱分辨率，带宽为仪器在达到 50% 光谱
响应时的波段宽度。此外，可在室外开展传感器飞行状态下的光谱定标，将定标
结果与室内进行比对，评价传感器的中心波长偏移和带宽变化。辐射检定是确定
传感器所接受辐射量与输出信号之间的对应关系，从而将无物理意义的数字响应

值转换为具有物理意义的辐射量，为遥感定量化反演提供基础。传感器辐射性能
评价指标包括响应范围和信噪比、相对辐射性能（均匀性、暗电流、稳定性、重
复性）、绝对辐射性能（绝对辐射定标系数、线性度）。

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