【儀表網 儀表研發】近日，中國科學院空天信息創新研究院遙感衛星應用國家工程實驗室研究員李正強團隊在《IEEE地球科學與遙感學報》(Transactions on Geoscience and Remote Sensing)上，發表我國首個偏振大氣同步校正儀(Synchronization Monitoring Atmospheric Corrector，SMAC)在軌性能測試結果論文，系統評價了SMAC對主載荷高空間分辨率遙感圖像質量提升和定量化應用的作用。
高精度大氣參數對高空間分辨率遙感影像大氣校正及其定量化應用至關重要。由于大氣參數具有較強的時空變化特性，傳統依靠地基或其他衛星產品獲取大氣參數的方法較難保證時空匹配的準確性，進而影響大氣校正效果。
2020年7月3日，我國發射了高分辨率多模綜合成像衛星(GFDM)，該星具有觀測方式多樣、機動靈活等特點，具備亞米級空間分辨率，搭載了中科院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所研制的首個具有偏振探測能力的大氣同步校正儀SMAC，可同步獲取與主載荷相同視場的多波段大氣信息標量和偏振數據，解決了大氣參數時空匹配問題，并為獲取高精度大氣校正參數提供了可能。圖1為GFDM衛星示意圖及SMAC原理樣機。圖2是SMAC與主載荷CCD相機成像示意圖。
基于2020年7月15日至8月19日SMAC在軌測試數據，空天院聯合安徽光機所、中國空間技術研究院和中國資源衛星應用中心，利用多光譜偏振氣溶膠最優化反演方法和雙通道比值水汽反演方法，開展了氣溶膠光學厚度(AOD)和大氣柱水汽含量(CWV)參數反演研究，并將反演結果與地基AERONET觀測數據進行對比驗證。圖3選取了(a)清潔大氣、(b)輕度污染、(c)中度污染及(d)重度污染4種典型大氣條件下SMAC AOD和CWV與AERONET站點序列結果對比，圖4展示了所有SMAC在軌測試數據反演的AOD和CWV與AERONET觀測結果的對比。結果表明，在不同大氣條件下，SMAC反演結果與地基觀測具有較高一致性，SMAC可提供高精度同步大氣校正參數，對提升主載荷高空間分辨率遙感圖像質量和定量化應用具有重要意義。
進一步，科研人員將SMAC反演的AOD和CWV產品用于主載荷CCD相機遙感影像大氣校正。圖5為主載荷CCD相機遙感影像大氣校正前后真彩圖對比，可以看出經大氣校正后，主載荷影像的清晰度和對比度有較大提升。
研究工作得到國家自然科學基金等的支持。
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