在對(duì)地觀測(cè)、定量遙感、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)及氣候變化研究領(lǐng)域，衛(wèi)星與機(jī)載遙感傳感器獲取的地表光譜信息，是反演地表參數(shù)、監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境、評(píng)估資源狀況的核心數(shù)據(jù)來源。然而，傳感器的性能會(huì)隨時(shí)間衰減，其輻射響應(yīng)特性（輻射定標(biāo)）是確保長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可比對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的生命線。遙感太陽(yáng)光模擬器，作為一種在實(shí)驗(yàn)室精確復(fù)現(xiàn)太陽(yáng)光譜、空間分布與輻射照度的光學(xué)設(shè)備，為遙感傳感器的在軌前輻射定標(biāo)、在軌性能退化評(píng)估及新型探測(cè)器性能測(cè)試，提供了穩(wěn)定、可溯源的基準(zhǔn)光源，是實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)定量化應(yīng)用、保障全球?qū)Φ赜^測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期一致性的基石性標(biāo)定裝備。 精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)之源：技術(shù)核心定義理想光照
遙感太陽(yáng)光模擬器的核心目標(biāo)，是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生成一個(gè)高度近似于太陽(yáng)在大氣層外光譜、空間均勻性、準(zhǔn)直性及穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)光源環(huán)境，以替代或模擬真實(shí)的太陽(yáng)對(duì)傳感器的照射。
其核心性能指標(biāo)與技術(shù)挑戰(zhàn)在于：
1、高光譜匹配度：模擬器輸出的光譜必須高度匹配太陽(yáng)在大氣層外的光譜輻照度。這要求采用特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)與濾光片組合，對(duì)常用的人工光源（如短弧氙燈、鹵素?zé)簦┑妮敵龉庾V進(jìn)行精細(xì)整形，使其在紫外、可見光到短波紅外范圍內(nèi)（如350nm-2500nm）與AM0太陽(yáng)光譜的偏差最小，以滿足不同波段遙感傳感器的定標(biāo)需求。
2、空間均勻性與準(zhǔn)直性：
均勻性：照射在傳感器入瞳處的光斑，其輻射照度在有效面積內(nèi)需高度均勻，以模擬傳感器對(duì)均勻地表的觀測(cè)條件，避免因光照不均引入的定標(biāo)誤差。
準(zhǔn)直性：光束需具有良好的準(zhǔn)直特性，模擬太陽(yáng)的平行光入射，以準(zhǔn)確反映傳感器在軌接收太陽(yáng)光的角度特性。這通常通過復(fù)雜的積分器、準(zhǔn)直鏡組來實(shí)現(xiàn)。
3、高穩(wěn)定性與寬動(dòng)態(tài)范圍：光源輸出需在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高穩(wěn)定性，以確保定標(biāo)過程的重復(fù)性與準(zhǔn)確性。同時(shí)，應(yīng)能通過調(diào)節(jié)功率或在光路中插入中性密度濾光片，提供寬廣的動(dòng)態(tài)范圍，模擬從強(qiáng)反射地物到暗目標(biāo)的輻亮度水平，滿足傳感器的全動(dòng)態(tài)范圍定標(biāo)。
4、大口徑與高輻亮度：為適應(yīng)大型遙感儀器或載荷的定標(biāo)，模擬器需提供大尺寸的均勻光斑和高輻亮度輸出，以覆蓋傳感器的整個(gè)視場(chǎng)，并達(dá)到與在軌觀測(cè)相當(dāng)?shù)男盘?hào)水平。
超越照明：賦能遙感定量化的全鏈條質(zhì)量保障
一臺(tái)太陽(yáng)光模擬器，其價(jià)值貫穿于遙感傳感器從研制、發(fā)射到數(shù)據(jù)應(yīng)用的全過程：
1、發(fā)射前絕對(duì)輻射定標(biāo)：在實(shí)驗(yàn)室可控環(huán)境下，為傳感器建立輸入輻亮度與輸出數(shù)字信號(hào)之間的精確函數(shù)關(guān)系，這是所有遙感定量反演的基礎(chǔ)。模擬器作為標(biāo)準(zhǔn)光源，其量值可溯源至國(guó)家/國(guó)際輻射基準(zhǔn)。
2、在軌性能退化監(jiān)測(cè)與交叉定標(biāo)：定期利用模擬器對(duì)在軌運(yùn)行的傳感器進(jìn)行星上定標(biāo)系統(tǒng)的驗(yàn)證，或用于評(píng)估替代定標(biāo)場(chǎng)（如沙漠、極地冰蓋）的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。通過模擬器，可在實(shí)驗(yàn)室復(fù)現(xiàn)交叉定標(biāo)條件，評(píng)估不同傳感器間數(shù)據(jù)的一致性。
3、新型傳感器與載荷的性能驗(yàn)證：在新一代高光譜、高空間分辨率、高時(shí)間分辨率遙感載荷的研制階段，用于全面測(cè)試其光譜響應(yīng)、輻射靈敏度、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍、均勻性等關(guān)鍵性能指標(biāo)，是優(yōu)化設(shè)計(jì)、確保指標(biāo)達(dá)標(biāo)的必要測(cè)試平臺(tái)。
4、支持遙感產(chǎn)品反演算法研究：為地表參數(shù)（如葉面積指數(shù)、植被指數(shù)、水體葉綠素濃度）反演算法的開發(fā)與驗(yàn)證，提供可精確控制的輸入輻射條件，幫助研究者分離傳感器性能與地表模型的耦合影響。
5、材料光譜特性與光學(xué)載荷測(cè)試：廣泛應(yīng)用于航天材料（如熱控涂層、太陽(yáng)電池）的空間環(huán)境模擬與性能測(cè)試，以及星載相機(jī)、光譜儀等光學(xué)載荷的地面性能評(píng)估。
從實(shí)驗(yàn)室的方寸光斑到覆蓋全球的衛(wèi)星影像，遙感太陽(yáng)光模擬器以其對(duì)太陽(yáng)光譜的精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)，為“天眼”的每一次觀測(cè)提供了可追溯、可比較的“標(biāo)準(zhǔn)尺”。它不僅是光源，更是遙感數(shù)據(jù)從“圖像”走向“定量信息”的信任基石，是推動(dòng)對(duì)地觀測(cè)科學(xué)邁向更高精度、更廣泛應(yīng)用的核心基礎(chǔ)設(shè)施。
