随着航天光学遥感技术的飞速发展,将遥感信息定量化,实现海量观测数据的定量管理、分析和预测、模拟是当前重要的发展方向之一。由于传感器本身的响应特性及大气、太阳光照条件和地形等因素的影响,传感器所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间存在一定的差值。因此需要对传感器进行辐射定标来消除遥感数据中依附在辐射亮度中的各种失真。在定标过程中,需要定量地知道辐射源的辐射量值。
积分球辐射源是各类光谱辐射测量仪器辐射定标的主要设备,用于提供高稳定度、高均匀性的漫射光源。尤其是针对应用于可见光波段的多像元探测器的光谱类仪器,若选用面黑体进行标定,对黑体温度要求太高,因此一般情况下都选用积分球作为标准漫射光源。在使用积分球对其他光谱类仪器定标之前,需将积分球光源溯源至标准灯,先对积分球开口处光谱辐射度进行标定。积分球的标定一般是通过先用标准灯将一光谱辐射计标定准确,然后再用该光谱辐射计对积分球进行测量来实现的。
物体光谱反射率表征了物体的固有属性,通过对物体光谱反射率的测量,可以提取物体许多有用信息,因此,在工业商贸、·遥感遥测、科学研究、国防军事等领域有广泛的应用。物体的反射率测量一般以光谱平坦、性能稳定、朗伯特性良好的漫反射参照体为参照,通过比对测量给出,因此,漫反射参照体反射率绝对测量必须有很高的精度。
漫反射参照体反射率的绝对测量主要有积分球测量法(d/0,0/d或d/d)和变角度测量法(0/45或45/o)E2f,其中,积分球法测量得到的是方向一半球反射比因子(DHRF)或半球一方向反射比因子(HDRF),积分球法具有操作简单、容易标准传递等优点,因此,为国际上大多数标准实验室采用。
近年来,随着遥感定量化水平的不断提高,对漫反射参照体反射率的方向特性测量提出了越来越高的要求,主要体现在以下三个方面:1)遥感器的实验室定标中,通过漫反射参照体的BRF把溯源到中国计量院的辐照度标准转化为遥感器入瞳辐亮度,其中漫反射参照体BRF测量不确定度是整个定标不确定度的主要因素之一;2)遥感器的外场替代定标中,反射率基法和辐照度基法是最常用的两种方法,这两种方法都需要精确测量地物的BRF,而地物BRF的测量精度依赖于漫反射参照体BRF绝对测量精度;3)遥感器星上定标中,采用漫射板的方法可以实现对光学卫星遥感器全孔径、全视场、端到端的定标,定标的途径是通过漫反射参照体的BRF把已知的大气外太阳辐照度转化为遥感器入瞳辐亮度(MODIS、MISR、ETM 、MERIS等)或通过漫反射参照体的BRF对比得到地球表面BRF(SeaWiFS),国外文献报道,星上漫射板BRF测量不确定度在1%之内。
以积分球辐射源为照明光源,高精度Trap辐亮度计为探测器,通过对积分球辐射源辐亮度、漫反射参照体反射辐亮度和几何位置因子的测量,实现了漫反射参照体BRF的绝对测量。景颐光电均匀光源积分球体包括非均匀光源进光口和均匀光源出光口,支架固定与积分球的两侧。出光口位于前半球的中间,非均匀光源进光口围绕出口光而设计。进光口和出光口尺寸皆可定制,亮度、色温可调亦可定制。不同的光源分布设计,亮度均匀性可达到90%~99%。