MODTRAN夜间辐亮度模式适用性分析与评估

MODTRAN(moderate resolution atmospheric transmission)的夜间辐亮度模式能够模拟夜间月球辐射传输,但是该模式中的月球辐照度模型在月相函数、月球反照率、日月距离以及地月距离的获取或计算方法上相对简略,导致月球辐照度模拟精度较低。利用扰动分析方法评价MODTRAN月球辐照度模型对月球模型参数的敏感性,结果表明影响MODTRAN月球辐照度模型精度的主要参数为地月距离、月相函数、月球反照率。为了分析MODTRAN月球辐照度模型适用范围,利用月球辐照度模型MT2009(Miller-Turner 2009)和SeaWiFS(sea-viewing wide field-of-view sensor)星上对月观测数据作为基准,对MODTRAN月球辐照度模型进行比较分析。结果显示:1)当波长大于0.675μm时,该模型模拟结果与2种辐射基准结果更为接近;2)月相角绝对值小于30°时,地月距离为390000 km处附近的相对差异小于10%;3)月相角绝对值大于30°时,远地点附近的相对差异更小,当月相角范围在-41°~-30°/30°~41°时,远地点处最大相对差异在10%左右。研究表明MODTRAN夜间辐亮度模式只有在有限几何条件下适宜开展微光遥感载荷定标工作,以此为基础,未来将对MODTRAN的月球辐照度模型进行改进以便将MODTRAN充分利用到微光遥感中。

基于SeaWiFS对月观测数据的月球辐照度模型分析

由于月表没有风和流水的侵蚀,月球的反射特性十分稳定,非常适合作为传感器辐射特性监视和定标的参考光源。基于地基对月观测数据,研究人员提出月球辐照度模型。然而现有的模型精度有限,难以满足高精度的应用需求。基于SeaWiFS对月观测数据,对月球反射特性的影响因子以及现有的ROLO和MT2009这两种月球辐照度模型进行分析,为进一步优化月球辐照度模型提供借鉴。

月球辐射照度模型比对及地基对月观测验证

月球是除太阳外对地张角最大的天体,反射率稳定性为10–8每年,适合用于遥感卫星的辐射定标、夜间地基大气遥感和夜间卫星遥感,但月球辐射照度模型的精度束缚了上述应用的发展。为检验现有ROLO(RObotic Lunar Observatory)和MT2009(Miller-Turner 2009)地基整盘月球辐射照度模型的精度,国家卫星气象中心于2015年底至2016年初在云南丽江组织了3个月的地基对月观测,使用高光谱月球成像光谱仪获取了399.00—1060.00 nm连续光谱的月球辐射照度。基于整盘月球辐射照度模型,利用丽江地基对月观测试验资料,对比模型与模型、模型与丽江地基观测月球辐射照度。结果表明:(1)MT2009与ROLO模型在短波红外谱段的差异明显大于可见光谱段;(2)地基观测高光谱月球辐射照度结果与ROLO模型更接近,但是可见光波段比ROLO模型辐射照度平均小5.86%左右。为探究差异产生的主要来源,对结果还进行了进一步的分析和讨论,以期为今后月球辐射模型的改进和夜间微光遥感研究提供经验和依据。