CE318型太阳光度计关键技术及误差分析

CE318太阳光度计技术手册中国气象局监测网络司编写说明为了满足中国气象局沙尘暴站业务化运行的需求，同时，为观测人员了解测量原理、对仪器进行操作和维护提供指导，为研究人员开展科研工作提供参考，有关专家和有经验的业务技术人员共同编写了本材料。

本材料由中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心、北京市气象局和国家卫星气象中心共同组织编写。

目 录1 概述 (1)2 系统结构及原理 (1)2.1 仪器工作原理 (1)2.1.1 大气光学厚度 (1)2.1.2 气溶胶参数 (2)2.1.3 改进Langley法 (2)2.2 仪器结构 (3)2.3 技术指标 (5)3 系统安装及操作方法 (5)3.1 系统安装 (5)3.2 操作方法 (6)3.2.1 太阳光度计的启动和关闭 (6)3.2.2 重要操作指令列表 (8)3.2.3 天空扫描测量 (12)3.2.4 自动模式测量 (13)3.3 日常检查 (14)4 系统维护与校准 (14)4.1 系统维护 (14)4.1.1 检查系统的完整性 (14)4.1.2 检测电池电压 (14)4.1.3 检测仪器的时钟 (15)4.1.4 检测机器人臂和光学头是否水平 (15)4.1.5 检测仪器的跟踪和对准器 (15)4.2 系统定标 (15)5 数据及格式 (16)6 安全及注意事项 (16)7 附录 (18)7.1 日检查表 (18)7.2 周检查表 (19)1 概述大气气溶胶光学厚度的测量可反映气溶胶粒子对太阳辐射的消光作用。

世界气象组织的全球大气观测网（WMO-GAW ）将大气气溶胶光学厚度的观测作为基本观测项目，目的是对全球大气气溶胶的变化趋势进行长期观测，进而研究其对全球和局地气候变化的影响。

同时气溶胶光学厚度的地基观测结果，也是对卫星光学遥感校准的一种重要的手段。

WMO-GAW 推荐了两种通过直接测量太阳分光辐射求出气溶胶光学厚度的方法，一种方法是采用一组短波截止滤光片和直接日射表相配合进行测量，另外一种是使用太阳光度计的测量方法。

太阳能“程控+光控”跟踪误差校正分析胡亮;彭佑多;谭新华;彭长清;易成裴【摘要】This paper expounds the principle and structureof“programme+light control”tracking control system, establishes a systemetic mathematical model which take the condenser starting and ending angle error as control system’s input signal, analyzes and determines the photoelectric detector error correction device and its relevant parameter. Furthermore, in envi-ronment of MATLAB software the photoelectric detector error correction is analyzed and emulated. The results show that the photoelectric detector error correction can effectively improve the solar tracking system accuracy, which provides a basis on development of high precision solar tracking control system.%阐述了“程控+光控”跟踪控制系统的原理与结构，建立以聚光器始末角度误差值作为跟踪系统输入信号的数学模型，对比分析了光电探测器的误差校正系统并确定了相应的参数，在软件MATLAB环境中进行了光电探测器的误差校正数值分析与仿真。

CE318型太阳光度计关键技术及误差分析卞良1，2李保生1李东辉2（1合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009；2中国科学院遥感应用研究所北京100101）摘要：大气气溶胶地基遥感监测由于其精度高、参数多、易于维护等特点，近几十年里发展迅速。

CE318型太阳光度计作为地基遥感监测的基本仪器，在美国NASA建立的气溶胶自动监测网AERONET的影响下，越来越普及。

中国正在逐步建立和完善以CE318为基础的气溶胶自动监测网。

本文简单介绍了CE318型太阳光度计的基本结构和功能，详细介绍了其高精度分光探测、高精度太阳跟踪和自动化测量三个方面的关键技术，并对仪器误差来源做了深入分析，为基于CE318的气溶胶地基遥感监测提供支持。

关键词：CE318；太阳光度计；地基遥感；关键技术；误差分析中图分类号：P407；P111.41；P122Key Technologies and Error Analysis of Sun Photometer CE318Bian Liang 1,2, Li Baosheng1, Li Donghui2(1 School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Hefei university of Technology, Anhui Hefei 230009, China; 2 Institute of Remote Sensing Applications, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)Abstract: Due to its high precision, multi-parameter, easy to maintain, Ground-Based Remote sensing monitoring of atmospheric aerosol has developed rapidly in recent decades. Sun photometer CE318 is the main instrument for ground-based remote sensing monitoring. It is becoming increasingly popular under the influence of AERONET established by NASA. The automatic aerosol remote sensing monitoring network based on CE318 is improving gradually in China. This presentation briefly introduced the basic structure and function of CE318 sun photometer, and presented in detail its three key technologies of high precision spectrometer detection, high precision sun-tracking and automated measurement, in addition, analyzed its error sources. These studies provide support to aerosol remote sensing monitoring based on CE318.Key words:CE318; Sun photometer; Ground-based remote sensing; Key technologies; Error analysisCE318系列自动跟踪扫描太阳光度计（简称：CE318）是由法国CIMEL公司生产的高精度太阳和天空辐射测量仪器，是目前进行大气气溶胶地基遥感观测的基本仪器。

香格里拉国家大气本底站 2007-2019年气溶胶光学厚度（ AOD）的变化特征分析摘要：研究气溶胶光学厚度的时空分布特征对评估大气污染程度和研究气溶胶气候效应具有重要意义。

本文利用 2007-2019年的气溶胶光学厚度产品数据，从时间和空间角度分析云南省香格里拉气溶胶光学厚度（AOD）变化特征。

结果表明：（1）2007-2019 年云南香格里拉 870nm通道AOD 年均值在 0.001~0.04之间波动，平均值为 0.035，12年间云南 AOD 年均值整体呈现平稳态势，（2）云南香格里拉AOD 有明显的季节变化特征，呈夏季高峰，冬季最低，采暖期 AOD 均值整体上低于非采暖期；（3）云南香格里拉AOD 高值区集中在人员密集区域，而自然林区为低值区。

AOD 高值区总体分布在低海拔地区，而 AOD 较低的区域主要位于高海拔地区，香格里拉处在低值区域范围内，且 AOD 时序变化趋势率与年均AOD空间分布特征基本保持一致。

云南香格里拉AOD与环境颗粒物PM2.5呈现强相关关系。

关键词：AOD；香格里拉；变化特征引言大气气溶胶是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系，粒子的空气动力学直径多在0.001~100 μm 之间。

气溶胶粒子的主要来源是自然和人类活动，前者主要来自植被、海洋、土表，后者主要来自化工生产、生物焚烧、土地利用变化等。

大气气溶胶的变化是气候变化中最不确定的因素，它一方面可以通过吸收和散射太阳辐射影响地球的辐射平衡；另一方面，气溶胶粒子又可以作为云的凝结核间接影响降水量和水循环。

因此，研究大气气溶胶变化对于环境改善具有重要意义。

作为表征气溶胶性质的重要光学参数之一，气溶胶光学厚度(aerosol optical depth，AOD)的物理意义为沿辐射传输路径，单位截面上气溶胶的吸收和散射对太阳辐射产生的总削弱强度，主要用来描述气溶胶对光的消减作用。

目前有多种方式可以观测 AOD，主要有地基观测和卫星遥感探测。

MODIS可见近红外波段定标与真实性检验巩慧;田国良;余涛;高海亮;顾行发;张玉香【摘要】提高卫星遥感数据的质量,进而实现定量化应用,其基本前提和关键在于传感器的绝对辐射定标.为检验Terra卫星MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)传感器的星上定标系数的准确性和可靠性,2007-05在北京遥感综合实验场网内蒙二连浩特实验场,采用反射率基辐射定标方法对MODIS可见-近红外波段开展定标与真实性检验.结果表明,场地定标系数和MODIS的星上系数非常吻合,相对差异小于6%,证明场地反射率基辐射定标方法定标和MODIS星上定标得到的定标系数均准确、可信度高.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)001【总页数】5页(P109-113)【关键词】定标与真实性检验;定标系数;反射率基辐射定标方法;MODIS【作者】巩慧;田国良;余涛;高海亮;顾行发;张玉香【作者单位】中国科学院,遥感应用研究所,北京,100101;北京交通大学,土木建筑工程学院,北京,100044;中国科学院,遥感应用研究所,北京,100101;中国科学院,遥感应用研究所,北京,100101;中国科学院,遥感应用研究所,北京,100101;中国科学院,遥感应用研究所,北京,100101;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】TP70120世纪90年代以来,随着卫星技术和遥感应用技术定量化的深入和发展,以及全球资源、环境变化和灾害遥感监测的需求,卫星遥感数据的定量化研究日益受到重视.遥感定量化的基本前提和关键在于传感器的绝对辐射定标,即将传感器记录的数字值转换成对应像元地物的实际辐射亮度值[1],辐射定标精度直接影响各种定量遥感产品的质量.目前国际上采用的辐射定标方法有：发射前的实验室定标、星上定标及发射后利用地面目标进行的在轨定标方法等[2].对于没有星上定标系统的传感器,在轨定标是提高卫星遥感数据精度和可信度,实现卫星遥感定量化的有效手段.即使卫星上有内定标表系统,也不能完全确定传感器的衰减变化导致的定标结果的改变[3],依然需要通过在轨定标来订正传感器特性的变化,确保遥感数据定量应用的可靠性和准确度.目前,场地反射率基辐射定标方法[4]是获取传感器入瞳处的辐亮度精度较高且行之有效的方法.MODIS具有完善的星上定标系统[5],也需要采用另一种独立的定标方法来确定传感器各种可能变化引起的定标结果的改变.本文作者针对Terra卫星的MODIS传感器的7个可见-近红外波段(中心波长分别为CH1：645 nm;CH2 ：858 nm;CH3 ：469 nm;CH4 ：555 nm;CH5 ：1 245 nm;CH6：1 640 nm;CH7：2 130 nm)于2007-06在二连浩特场地进行卫星同步地面测量,利用反射率基辐射定标方法进行MODIS传感器的可见-近红外波段定标与真实性检验研究.1 方法和实验1.1 反射率基辐射定标方法[6]反射率基辐射定标方法是当卫星飞越二连浩特实验场上空的同时,准同步进行场地地表面的反射比测量、场地周围大气消光测量、探空和常规气象观测及场区各采样点的定位信息获取.通过对地表及大气观测数据的处理和星-地光谱响应匹配,获得辐射定标计算所必须的中间参数.将这些参数输入6S辐射传输模型[7],计算获得卫星传感器入瞳处各波段的表观辐亮度或表观反射率.另外,对卫星观测图像进行地标导航,使卫星与地面实验区达到几何配准,提取实验区内卫星观测像元计数值并进行平均,将表观反射率与卫星平均计数值相比较,得到卫星各波段定标系数.反射率基辐射定标方法定标流程如图1所示.卫星传感器波段 i测量的表观辐亮度为式中：Rλ为探测器归一化的光谱响应;Liλ为波段i的表观辐亮度.表观辐亮度 Li与卫星探测到的计数值DCi的关系为式中：Ai为增益,DC0i为计数值的偏移量.卫星传感器入瞳处各波段表观辐亮度用表观反射率可表示为式中：θs、θv、φs、φv分别为太阳和卫星的天顶角和方位角;E0i为大气外界太阳辐照度;(r0/r)为平均与实际日-地距离之比;μs=cos θs为太阳天顶角的余弦.图1 反射率基辐射定标方法定标流程图Fig.1 Flow chart of the reflectance-based calibration method对于朗伯特性较好的地面目标,反射率基辐射定标方法的表观反射率可表示为式中：ρAi为大气本身产生的向上的散射反射率;τi是大气自身透过率;ρi为地表反射率;si为大气球面反照率;Tgi为吸收气体透过率.在太阳垂直入射和平均日-地距离条件下,表观反射率ρ**i 与卫星测量计数值的关系为式中ai为增益.1.2 实验1.2.1 实验场地二连浩特实验场属于北京怀来实验场网的一部分,位于内蒙二连浩特市东南侧,中心经纬度为112.13°和43.627°,平均高程为 950 m.实验场面积广阔,地势平坦,有稀少茅草和骆驼刺覆盖,但覆盖度低.地表层主要成分以浅色矿物为主,含细砾的中粗砂,其亮度高、表面均一,如图2所示.1.2.2 地面反射比测量图2 二连浩特实验场Fig.2 Erlianhot test site根据Terra卫星过二连浩特实验场的轨道及过境时间,于2007-06-01在二连浩特实验场地面进行准同步观测实验,利用FRASD野外光谱仪获取地表光谱数据.FR ASD野外光谱仪光谱范围为350～2 500 nm,光谱分辨率为VNIR,3 nm;SWIR,10 nm.在实验场区选择面积约为2 km×2 km的子区进行同步观测.在子区内选取42个采样点,对每个采样点进行2次参考板,10次目标,2次参考板的测量顺序,测量地表光谱数据,以减少太阳辐照度变化对测值的影响.每个采样点在1 min之内完成测量,同时利用GPS对各同步采样点进行精确定位.同步观测时间为卫星过顶前后1 h,整个同步测区共获取554组有效光谱数据.卫星过境时太阳天顶角和方位角、卫星天顶角和卫星方位角分别为24.41°、148.04°、3.12°和 -80.1°.1.2.3 大气光学特性测量地表光谱同步观测当天,在实验场区附近进行大气消光和气象探空观测,以获取实验场区上空气溶胶消光光学厚度、臭氧、水汽含量等大气光学特性参数.气溶胶光学厚度测量,使用法国CIMEL公司的CE318自动跟踪太阳光度计,在距离场地12 km 处,自8：00-19：00采用等间隔时间自动测量太阳直射辐射强度.CE318光度计有8个光谱波段,见表1.表1 CE318波段配置Tab.1 CE318's band setting光谱波段 i 中心波长/nm 波段宽度/nm 1 1 020 10 2 1 640 60 3 870 10 4 670 10 5 440 10 6 500 10 7 936 10 8 340 2气象探空观测除常规两次探空观测外,在卫星过境时刻增加一次无线电探空观测.利用探空观测廓线,计算获得大气柱水汽含量(g/cm2).臭氧含量来自美国国家航空航天局臭氧总量绘图系统(NASA TOMS)数据[8].2 数据处理结果分析2.1 地表光谱数据处理对于每个地面采样点,将地面的10次测量和前后4次参考板测量数据分别进行平均,得到该采样点的地面和参考板的平均计数值.再将参考板BRF按测量时刻太阳天顶角进行插值计算,得到参考板的双向反射比.采样点的地表绝对反射比为式中：ρp(λ)是参考板BRF插值得到的测量时刻的参考板双向反射比;vp(λ)和vT(λ)分别是参考板和测量目标的平均计数值.将42个采样点的绝对反射比进行平均,得到场地的地表绝对反射比,如图3所示.从图3可知,二连浩特场地的可见光-近红外的光谱反射比在10%～40%之间,短波红外反射比在45%左右;0.4～0.75 μ m反射比随波长的增加递增较快,0.75～1.35 μ m 及 1.45～1.8 μ m 波段的地表反射比递增缓慢平稳.42个采样点在0.35～1.1 μ m波段范围的平均相对差异分别为3.1%,表明整个实验场区域地表反射离散度小,场地光学均一性好.曲线上3个跳跃部分是由于水汽吸收所致.图3 二连浩特沙地反射比Fig.3 Surface reflectance results of the test site利用地面反射率光谱数据与MODIS波段光谱响应函数卷积,计算获得MODIS对应波段的地面等效反射率为式中：ρi为 MODIS波段 i的等效地表反射率;RSRi(λ)为MODIS波段i的光谱响应函数.2.2 大气光学特性数据处理根据CE318光度计测量的直射太阳辐射和天空辐射数据,采用Langley方法反演所有波段大气气溶胶消光光学厚度.图4为2007-06-01二连浩特测量的大气光学特征曲线.图4 2007-06-01大气光学特征Fig.4 Optical properties of atmospheric aerosol on June 1,2007图4(a)为2007-06-01二连浩特测量数据拟合的各通道的Langley曲线.可以看出,测量结果的线性较好,自8：00至19：00测量期间气溶胶含量变化很小,大气状况很稳定.假定气溶胶粒子谱分布遵循Junge分布,可通过440 nm和870 nm两个通道的气溶胶光学厚度,推算出两个Junge参数：波长指数α和浑浊系数β,并由此导出波长为550 nm处的气溶胶光学厚度.图4(b)显示 Junge参数α和β.α反映气溶胶粒子组成情况,α越大,表明气溶胶小粒子含量越多;α越小,表明气溶胶大粒子含量越多.β反映气溶胶浓度的大小,β越小,表明能见度越好,大气越清洁,天气也越晴朗.可见,观测当天实验场区以大粒子气溶胶为主,气溶胶浓度很低,大气晴朗稳定,能见度很好,气溶胶对辐射传输的影响很小.2.3 定标系数计算与分析将MODIS可见光近红外波段的地面等效反射率、大气气溶胶光学厚度、探空廓线导出的水汽含量、臭氧含量及太阳和卫星几何位置的参数等输入到6S辐射传输模型,计算获得MODIS可见光-近红外波段卫星高度处的表观反射率和表观辐亮度.Terra MODIS过境时的大气参数分别为：气溶胶光学厚度0.143 4、水汽含量1.032 g/cm2、臭氧含量0.323 D.U..利用GPS数据进行星-地同步观测实验场区精确配准,提取MODIS传感器图像对应地表实验场区的像元平均计数值.由于MODIS波段空间计数值为零(即偏移量offset=0),依据式(2)和式(5)计算获得各波段定标系数,表2是此次场地定标实验计算获得的各波段定标系数.表2表明,2007-06-01场地辐射定标得到的反射率定标系数与MODIS星上定标系数结果一致性好,最大误差为0.013,相对差异小于3%.对于辐亮度的定标系数,场地辐射定标得到的结果与MODIS星上定标结果在近红外波段误差稍大,其他波段很接近,场地定标结果与星上定标结果相对差异小于6%.两种独立法获得定标系数有较好的一致性,证明此次场地定标系数可信度高,且MODIS的星上定标准确、可靠,在对我国的系列卫星进行交叉定标时可将MODIS作为标准参考传感器.表2 2007-06-01场地定标与星上定标比较Tab.2 Comparison between reflectances obtained from cross calibration and those of the on-board calibration for MODIS on June 1,2007光谱波段 i 1 2 3 4 5 6 7场地定标计算的ρi* 0.253 0.351 0.154 0.1887 0.41 0.420 0.394星上定标计算的ρi* 0.250 0.355 0.152 0.189 0.414 0.433 0.392场地定标的ai×10-05 5.33 3.24 3.87 3.46 3.75 3.35 2.83星上定标的ai×10-05 5.27 3.27 3.82 3.47 3.79 3.45 2.81 ai 相对差异/% 0.999 -1.009 1.304 -0.247 -1.052 -2.989 0.567场地定标计算的Li 125.31 108.00 95.88 108.72 58.09 30.90 11.59星上定标计算的Li 124.45 109.01 98.02 109.27 60.81 32.21 10.95场地定标的 Ai 0.0264 0.00996 0.0241 0.01994 0.00531 0.00246 0.000833星上定标的 Ai 0.0262 0.0101 0.02467 0.02 0.00556 0.00257 0.000787 Ai相对差异/% 0.68 -0.92 -2.42 -0.57 -4.58 -4.13 5.753 结论遥感定量应用的关键在于传感器的辐射定标.传感器的定标需要通过多种独立的方法相互验证.为了验证MODIS的星上定标系数的准确性,本文通过2007-06-01在二连浩特实验场的场地卫星同步观测实验,采用反射率基辐射定标方法对MODIS 可见-近红外波段进行辐射定标.通过对反射率基辐射定标方法得到的结果和星上定标结果进行对比分析,场地定标和星上定标这两种独立方法获得的定标系数有较好的一致性,证明两种定标方法的结果均准确、可靠.MODIS星上定标系数具有很高的可信度,今后对我国的系列卫星进行交叉定标时,可将MODIS作为标准参考传感器.致谢：实验数据的获取得到了中科院遥感所论证中心魏飞鸣、傅鹤、朱利、胡梅、郭丁、肖丹涛等同学的帮助,在此表示感谢!参考文献：[1]田庆久.遥感信息定量化理论、方法与应用[C]∥遥感知识创新文集.北京：中国科学技术出版社,1999：20-29.TIAN Qingjiu.Quantitative Theory,Method and Application of Remote Sensing Information[C]∥Thesis Compilation of Innovation About Remote Sensing Knowledge.Beijing：ChinaScience&Technology Publishing House,1999：20-29.(in Chinese)[2]Dinguirard M,Slater P N.Calibration of Space-Multispectral Imaging Sensors：A Review[J].Remote Sensing of Environment,1999,68：194-205.(in Chinese)[3]李小英.CBERS-02卫星CCD相机与WFI成像仪在轨辐射定标与像元级辐射定标研究[D].北京：中国科学院遥感应用研究所,2006.Li Xiaoying.In Flight Radiometric Calibration and Pixel Based Calibration for CCD Camera and WFI Imager on CBERS-02[D].Beijing：Institute of Remote Sensing Applications,CAS,2006.(in Chinese)[4]Slater P N,Biggar S F,Holm R G,et al.Reflectance and Radiance BasedMethods for the Cross Absolute Calibration of MultispectralSensors[J].Remote Sensing of Environment,1987,22(1)：11-37.[5]Xiong X,Sun J,Esposito J,et al.MODIS Reflective Solar Bands Calibration Algorithm and Onorbit Performance[J].Proceedings of SPIE-Optical Remote Sensing of the Atmosphere and Clouds Ⅲ ,2002,4891：95-104.[6]Biggar S F.In-Flight Methods for Satellite Sensor Absolute Radiometric Calibration[D].America：the University of Arizona,USA,1990.[7]Vermote E,Tanré D,Deuzé J,et al.Second Simula tion of the Satellite Signal in the Solar Spectrum(6S)[G].6S User Guide Version 2,1997. [8]What is the TotalColumn Ozone Amount Over YourHouse[EB/OL].(2007-07-09)[2007-07-09].http：∥/teacher/ozone-overhead-v8.html。

CE318太阳光度计技术手册中国气象局监测网络司编写说明为了满足中国气象局沙尘暴站业务化运行的需求，同时，为观测人员了解测量原理、对仪器进行操作和维护提供指导，为研究人员开展科研工作提供参考，有关专家和有经验的业务技术人员共同编写了本材料。

本材料由中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心、北京市气象局和国家卫星气象中心共同组织编写。

目 录1 概述 (1)2 系统结构及原理 (1)2.1 仪器工作原理 (1)2.1.1 大气光学厚度 (1)2.1.2 气溶胶参数 (2)2.1.3 改进Langley法 (2)2.2 仪器结构 (3)2.3 技术指标 (5)3 系统安装及操作方法 (5)3.1 系统安装 (5)3.2 操作方法 (6)3.2.1 太阳光度计的启动和关闭 (6)3.2.2 重要操作指令列表 (8)3.2.3 天空扫描测量 (12)3.2.4 自动模式测量 (13)3.3 日常检查 (14)4 系统维护与校准 (14)4.1 系统维护 (14)4.1.1 检查系统的完整性 (14)4.1.2 检测电池电压 (14)4.1.3 检测仪器的时钟 (15)4.1.4 检测机器人臂和光学头是否水平 (15)4.1.5 检测仪器的跟踪和对准器 (15)4.2 系统定标 (15)5 数据及格式 (16)6 安全及注意事项 (16)7 附录 (18)7.1 日检查表 (18)7.2 周检查表 (19)1 概述大气气溶胶光学厚度的测量可反映气溶胶粒子对太阳辐射的消光作用。

世界气象组织的全球大气观测网（WMO-GAW ）将大气气溶胶光学厚度的观测作为基本观测项目，目的是对全球大气气溶胶的变化趋势进行长期观测，进而研究其对全球和局地气候变化的影响。

同时气溶胶光学厚度的地基观测结果，也是对卫星光学遥感校准的一种重要的手段。

WMO-GAW 推荐了两种通过直接测量太阳分光辐射求出气溶胶光学厚度的方法，一种方法是采用一组短波截止滤光片和直接日射表相配合进行测量，另外一种是使用太阳光度计的测量方法。

太阳光度计天空辐射亮度观测的浅析【摘要】目前ce-318太阳光度计被各广泛应用于气象观测中，为了使人们了解ce-318太阳光度计工作原理、数据存储格式及解读方法，使观测数据更好地发挥作用，本文介绍了太阳光度计在天空观测（主要在大气气溶胶的观测）方面的应用，并将根据观测资料讨论太阳光度计的后续研究方向。

【关键词】太阳光度计；天空亮度；气溶胶1.引言全自动太阳光度计ce-318，是一种自动跟踪扫描太阳辐射计。

测得的直射太阳辐射数据和天空扫描数据，主要用来计算大气通透率，反演气溶胶光学和其他特性，如粒度谱、相函数等。

大气气溶胶是由固态或液态的质粒分散到空气中形成的分散体系。

悬浮在大气中的大气气溶胶颗粒的直径通常小于10，它们对大气辐射传输和水循环均有重要的影响[1]。

近年来先后出现的臭氧层的破坏、酸雨的形成、北极霾、烟雾事件[2]等现象都与大气气溶胶密切相关。

由于气溶胶对天空的亮度存在很大的影响，因而，我们可以利用ce-318 获得的太阳直接辐射数据来反演南京地区的大气气溶胶光学厚度，并对反演所得的结果进行分析，从而判断南京地区天空亮度的日变化和随季节的不同或天气状况的不同而产生的变化。

2.测量仪器和测量原理2.1 ce-318型太阳光度计图1 ce-318太阳光度计结构示意图[3]本文采用的是测量仪器是全自动太阳分光光度计ce-318，待测的天空亮度能直接从测量仪器中读出。

ce-318由一个光学头、一个控制箱和一个双轴步进马达系统组成，光学头带有两个瞄准筒：一个用于测量太阳直射辐射不带聚光透镜，另一个用于天空辐射测量带有聚光透镜。

在光学头上还装有四象限探测器用于太阳自动跟踪时的微调。

控制箱内装有2个微处理器，分别用于数据获取和步进马达系统的控制。

在全自动测量状态，如附设的“湿度传感器”探测到降雨，控制箱将置光度计于停机状态，以保护仪器的光学系统。

步进马达系统具有方位和测量高度角两个自由度，由时间方程来控制太阳的初步跟踪，用四象限探测器系统作精密跟踪。

内蒙古辐射校正场特性评价与应用潜力分析马晓红;余涛;高海亮;陈兴峰;谢玉娟;韩杰【摘要】利用2010年6月在内蒙古贡格尔辐射校正场(简称内蒙古辐射校正场)实测的地表反射率和大气气溶胶数据,分析了该辐射校正场的地表反射率和大气气溶胶特性,并与敦煌辐射校正场相关数据进行了对比分析.结果表明:内蒙古辐射校正场地表反射率的相对方差小于5％,表现出较好的均一性；在天气晴朗的情况下,各通道的大气气溶胶光学厚度可达0.1 ～0.2；内蒙古辐射校正场地理条件优越,交通便利且定标成本低,可作为我国备用的卫星传感器辐射校正场,用于开展卫星传感器的在轨辐射定标及遥感数据真实性检验实验,以进一步提高国产卫星遥感数据定量化应用的可靠性与精度.%Using surface reflectance data and atmosphere aerosol data measured at the Inner Mongolia radiometric site in June, 2010, this paper analyzed the surface reflectance characteristics, atmosphere aerosol properties and geography conditions and made a comparison between the Inner Mongolia test site and the Dunhuang radiometric calibration site. The results show that the relative deviation of reflectance is less than 5% , indicating that the site has good uniformity, that the aerosol optical thickness of each channel is up to 0.1 ~0.2 during the fine weather, that the transportation is very convenient and that the cost of the calibration experiment is low. Therefore, the Inner Mongolia radiometric site not only can be used to carry out on - orbit radiometric calibration and validation experiments as the spare radiometric calibration site, but also can improve reliability and accuracy of homemade satellite remote sensing data.【期刊名称】《国土资源遥感》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】6页(P31-36)【关键词】辐射校正场;内蒙古辐射校正场;地表反射率;大气气溶胶光学厚度【作者】马晓红;余涛;高海亮;陈兴峰;谢玉娟;韩杰【作者单位】河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TP722.4随着对地观测卫星数量的不断增加，遥感数据的应用已经进入到定量化阶段，而卫星传感器的辐射定标是遥感数据定量化应用的前提。