基于Dome C的SNPP和NOAA-20 VIIRS DNB在轨辐射定标精度及稳定性评估

摘要

基于夜间大气层顶反射率方向性分布特性,提出了一个基于精确模拟夜间辐射传输过程的低照度遥感载荷在轨辐射定标性能评估新方法.即以南极雪地Dome C为研究区,以MT2009(Miller-Turner 2009)大气层顶月球辐照度模型和大气层顶双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)模型模拟的夜间星上辐亮度值为基准,分析相同几何条件下,可见光近红外成像辐射计夜间光波段(Visible Infrared Imaging Radiometer Suit Day/Night Band,VIIRS DNB)观测辐亮度与基准值之间的一致性,发现在2018-2020年两者差值保持在4.97×10-10 W?cm-2?sr-1左右,比VIIRS DNB最小探测阈值3×10-9 W?cm-2?sr-1约低一个数量级,故从可接受的仪器灵敏度误差范围内,可判定VIIRS DNB载荷在美国极轨合作卫星(Suomi National Polar-orbiting Partnership,SNPP)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA-20)上在轨辐射定标性能均非常优良.另外,基于距离校正后的SNPP VIIRS DNB和NOAA-20 VIIRS DNB辐亮度开展了VIIRS DNB载荷在轨辐射定标稳定性分析,发现相同月相角下两载荷辐亮度一致性在6％以内.