基于天基定量实测数据的月球长波红外辐射特性研究

月球是理想的在轨辐射定标源，为提高卫星等在轨航空器的长波红外辐射测量精度，本文开展了月球长波红外辐射特性研究。通过分析月球辐射来源类型、辐射探测机理和建立辐射探测模型，探寻点目标/圆盘目标模式下月球的长波红外辐射规律，并依据天基实测数据计算其定标应用精度。首先，从月球自身辐射和反射太阳辐射两方面研究月球辐射，精确拟合月表温度，建立月球红外辐射模型，仿真两部分天基卫星辐射探测结果与月相角的数学关系；其次，对卫星红外载荷进行地面辐射定标，获得图像灰度-辐照度之间转换的关键参数，进而建立了月球长波红外辐射探测模型；最后，通过“吉林一号”对月拍摄实测数据，反演计算了探测模型中月表的反射率和发射率。实验结果表明：本文所得的月表长波红外辐射特性结果准确、鲁棒性高，与Apollo 12070实验室测量结果、Diviner实测数据拟合结果相比，月球发射率和反射率的误差分别约为7.18%和5.71%。