光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统

本申请涉及航空航天遥感，特别是涉及一种光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统。

背景技术：

1、随着高分辨率光学遥感卫星数量的快速增长及其功能的多样化，现有以少数定标场为核心的在轨定标技术面临着诸多挑战，尤其是在定标的时效性和适应性方面，难以满足不同载荷特性的定标需求以及实现全动态范围的定标，特别是现有定标场的辐射特性相对单一，难以适应不同卫星载荷的差异性要求，此外，目前的技术缺乏有效的方案来实时监测定标场的性能参数，如反射率、温度变化等，这可能导致定标结果出现偏差，进而影响到卫星遥感数据的准确性和可靠性。

2、鉴于此，亟需研发一种能够支持光学遥感卫星在轨性能检测与评价的综合定标数字靶标场系统，该系统不仅需要具备高精度、高频次、全动态范围的定标能力，还需要集成实时监测定标场性能参数的功能，以确保定标过程的稳定性和准确性。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实时监测定标场性能参数的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统。

2、本申请提供了一种光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，该系统包括：

3、定标场靶标，定标场靶标包括定标场以及设置于定标场上的各类靶标；

4、测量设备，用于监测定标场靶标的位置参数、辐射参数和空间参数，并基于定标场靶标的位置参数、辐射参数和空间参数确定对应的时间参数；

5、其中，位置参数包括定标场的坐标信息和各类靶标的坐标信息；辐射参数包括各类靶标的反射率、平坦性、朗伯性和对比度；空间参数包括各类靶标的靶标尺度和与靶标尺度对应的非均匀性；时间参数包括各类靶标的靶标沉降率和靶标辐射衰减率。

6、在其中一个实施例中，定标场的坐标信息包括定标场的角点的经度、纬度、高程坐标；各类靶标的坐标信息包括各类靶标的角点的经度、纬度、高程坐标，以及各类靶标的特征点的经度、纬度、高程坐标。

7、在其中一个实施例中，定标场的角点包括定标场的四角点与中心点；

8、各类靶标包括十字对顶角靶标、灰阶靶标、刃边靶标、辐射状靶标、光谱靶标和反射点源阵列，且各类靶标的角点包括十字对顶角靶标的四角点及边缘黑白交叉点、灰阶靶标的四角点、刃边靶标中每块靶标的四角点、辐射状靶标的边缘四角点、光谱靶标中每种颜色光谱靶标的四角点以及反射点源阵列的边界四角点；各类靶标的特征点包括十字对顶角靶标的中心点、辐射状靶标的黑白辐条内边缘与外边缘交叉点以及圆心点、反射点源阵列的转动中心点。

9、在其中一个实施例中，靶标沉降率根据每年各类靶标的特征点的经度、纬度和高程坐标确定；靶标辐射衰减率根据每年各类靶标的反射率变化量、平坦性变化量、朗伯性变化量、对比度变化量及非均匀性变化量确定。

10、在其中一个实施例中，各类靶标的时间参数满足以下条件：

11、靶标沉降率小于等于1cm/年，辐射衰减率小于等于2%/年。

12、在其中一个实施例中，各类靶标的辐射参数满足以下条件：

13、各类靶标的反射率至少包括5%、20%、40%、60%、80%中的一种或多种；各类靶标的平坦性小于等于5%；各类靶标在靶标法向±30°范围内双向反射比因子变化小于等于2%；各类靶标的对比度大于等于12:1。

14、在其中一个实施例中，各类靶标满足以下条件：

15、十字对顶角靶标由反射率分别为5%与60%、尺度不小于7个地面像元分辨率的十字对顶角子靶标以直线相交组成；

16、灰阶靶标由反射率分别为5%、20%、40%与60%、尺度不小于20个地面像元分辨率的多种反射率灰阶子靶标组成；

17、刃边靶标由反射率分别为5%与60%、尺度不小于20个地面像元分辨率的刃边子靶标以直线相交组成；

18、辐射状靶标由反射率分别为5%与60%的梯形靶标相间涂布而成的张角110°的扇形图案；

19、光谱靶标由颜色分别为红、黄、蓝、绿、紫、橙、尺度不小于20个地面像元分辨率的光谱子靶标所组成；

20、反射点源阵列由反射率为80%、间距不小于10.2个地面像元分辨率的3*12循环矩阵组成。

21、在其中一个实施例中，各类靶标的空间参数满足以下条件：

22、各类靶标的靶标尺度大于等于20倍的光学遥感载荷地面像元分辨率，且在靶标尺度内的非均匀性小于等于1%。

23、在其中一个实施例中，十字对顶角靶标在遥感载荷幅宽范围内垂直遥感载荷成像方向，刃边靶标与遥感载荷成像方向夹角为5°至7°，辐射状靶标与遥感载荷成像方向夹角为10°，灰阶靶标、光谱靶标以及反射点源阵列均沿着遥感载荷成像方向。

24、在其中一个实施例中，定标场靶标为多涂层结构，多涂层结构的厚度大于等于3mm，多涂层结构包括基层、底涂层、弹性层、加强层和靶标面层；

25、其中，基层为水泥混凝土或沥青经机械自动浇筑并压实而形成；底涂层为渗透性抗碱材料；靶标面层包括各类靶标。

26、上述光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，至少具有以下有益效果：

27、通过设置测量设备，对定标场靶标进行定标性能监测，以获知定标场靶标随着使用年限的其定标性能的变化情况，从而为确保定标过程的稳定性和准确性。

技术特征：

1.一种光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述定标场的坐标信息包括所述定标场的角点的经度、纬度、高程坐标；所述各类靶标的坐标信息包括所述各类靶标的角点的经度、纬度、高程坐标，以及所述各类靶标的特征点的经度、纬度、高程坐标。

3.根据权利要求2所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述定标场的角点包括所述定标场的四角点与中心点；

4.根据权利要求2所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述靶标沉降率根据每年所述各类靶标的特征点的经度、纬度和高程坐标确定；所述靶标辐射衰减率根据每年所述各类靶标的反射率变化量、平坦性变化量、朗伯性变化量、对比度变化量及非均匀性变化量确定。

5.根据权利要求1所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述各类靶标的时间参数满足以下条件：

6.根据权利要求1所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述各类靶标的辐射参数满足以下条件：

7.根据权利要求3所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述各类靶标满足以下条件：

8.根据权利要求1所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述各类靶标的空间参数满足以下条件：

9.根据权利要求3所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述十字对顶角靶标在遥感载荷幅宽范围内垂直遥感载荷成像方向，所述刃边靶标与遥感载荷成像方向夹角为5°至7°，所述辐射状靶标与遥感载荷成像方向夹角为10°，所述灰阶靶标、所述光谱靶标以及所述反射点源阵列均沿着遥感载荷成像方向。

10.根据权利要求1所述的光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，其特征在于，所述定标场靶标为多涂层结构，所述多涂层结构的厚度大于等于3mm，所述多涂层结构包括基层、底涂层、弹性层、加强层和靶标面层；

技术总结本申请涉及一种光学遥感载荷综合定标数字靶标场系统，该系统包括定标场靶标和测量设备。定标场靶标包括定标场以及设置于定标场上的各类靶标；测量设备用于监测各类靶标的位置参数、辐射参数和空间参数，并基于各类靶标的位置参数、辐射参数和空间参数确定对应的时间参数；其中，位置参数包括定标场的坐标信息和各类靶标的坐标信息；辐射参数包括各类靶标的反射率、平坦性、朗伯性和对比度；空间参数包括各类靶标的靶标尺度和与靶标尺度对应的非均匀性；时间参数包括各类靶标的靶标沉降率和靶标辐射衰减率。该系统能够实时监测定标场性能参数。技术研发人员：徐伟伟,司孝龙,黄文薪,李鑫,杨宝云受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/26