高光谱航空同步辐射矫正系统是遥感科学中实现地物反射率精准反演的核心校准平台,通过在飞行过程中同步采集太阳辐照度、大气参数及传感器响应数据,对机载高光谱成像仪(如HySpex、AISA等)获取的原始辐射亮度进行实时或后处理辐射定标,从而将数据转化为具有物理意义的地表反射率。该系统通常由机载漫射器(余弦校正器)、高精度光谱辐射计、GPS/IMU定位模块、数据记录单元及地面同步观测站组成。
高光谱航空同步辐射矫正系统的正确使用直接决定遥感产品的定量精度与科研价值。

一、飞行前准备
校准辐射计:使用NIST可溯源标准光源对机载与地面辐射计进行实验室定标,确保光谱响应一致性;
检查漫射器状态:确认余弦校正器窗口洁净、无划痕、无老化发黄,安装角度垂直于飞行平台;
核查同步机制:测试GPS时间戳同步精度(应≤1ms),确保空中与地面数据严格对时。
二、系统安装与集成
机载辐射计需牢固安装于飞机顶部无遮挡位置,避免机身阴影或发动机热辐射干扰;
漫射器朝上,确保180°视场内无遮挡,连接光纤长度尽量短以减少信号衰减;
电源与数据线屏蔽良好,远离高频通信设备,防止电磁干扰。
三、地面同步观测规范
地面站布设于飞行区域附近(<10km),避开高反射地物(如水面、雪地);
在过顶前后±5分钟内连续采集下行辐照度,记录大气能见度、云量及气溶胶光学厚度;
使用便携式气象站同步记录温湿度、气压,用于后续大气校正模型输入。
四、飞行中监控与数据记录
实时监测辐射计输出是否异常(如饱和、噪声突增);
确保数据记录卡有足够存储空间,文件命名包含时间、航带号、传感器ID;
避免在多云、强风或大气不稳定条件下飞行,影响辐射传输稳定性。
五、数据后处理关键步骤
利用同步辐照度数据计算每个波段的地表反射率。
剔除云影、耀斑等异常像元,结合地面实测光谱验证反射率精度(目标误差<5%)。