星载遥感仪器是气象卫星最重要的有效载荷。利用遥感仪器可以实现从卫星轨道上观测地球，获取大范围、长时间序列的地球环境信息。早期的气象卫星只能获取地球大气中云的分布图像，用户通过对云系结构及变化特征的定性分析，为天气系统的诊断和预报服务。随着地球环境科学技术的迅速发展，迫切要求实现卫星遥感信息的定量化应用，不仅需要获取地球图像，更要求利用遥感仪器的观测资料获得地表反射率、云顶温度、海面温度、土壤湿度、云特征参数，以及大气温度和湿度分布等多种定量化的地球物理参数。特别是天气、气候和地球系统科学数值模型研究的发展，不仅需要单个遥感仪器的定量观测资料，更需要长时间序列的多种遥感仪器定量化观测信息的综合应用。为此，必须保证不同时间、不同遥感仪器观测结果的客观性和一致性，以真实地反映被观测地球目标特征及其变化规律，为满足上述应用需求，必须对星载遥感仪器进行辐射定标。通过辐射定标将遥感仪器的测值转换为绝对物理量，从而支持多种地球物理参数遥感产品的处理和生成。

星载遥感仪器的辐射定标有多种不同方法，包括：卫星发射前遥感仪器地面定标、在轨运行中仪器的星上定标、通过星地同步观测实现遥感仪器的辐射校正场定标和不同遥感仪器间的在轨交叉辐射定标等。这几种是较普遍采用的定标方法，各有特点和局限性，它们的作用相互补充。

由于仪器地面定标可以在具有良好环境条件的实验室中进行，采用高精度的测试设备和仪器，可以取得较高的定标精度。所以卫星发射前地面定标可以提供仪器较准确的绝对定标基本参数，并通过定标对遥感仪器性能指标作初步检测。

卫星发射前定标无法解决在轨运行的星载遥感仪器光学和电子学部件性能变化对观测值的影响。遥感仪器在轨运行中通过星上设置的参考标准辐射源，可以校正星上设备短周期的变化，但是仍难以校正长寿命对地观测卫星遥感仪器性能长期蜕变问题。例如，通过实际测量发现，美国极轨气象卫星NOAA-7、9、11卫星可见光、近红外通道探测器灵敏度每年大约衰减5%。中国的风云一号（FY-1）气象卫星在轨也存在不同程度的衰减。

辐射校正场定标的基本原理就是在校正场地面找一块稳定、均匀的目标区，把它作为遥感仪器辐射定标的标准源，通过对校正场目标区的卫星和地面同步观测，用来标定卫星遥感仪器的测值。

利用定标精度高的卫星遥感器，通过在轨观测资料的良好匹配和比对，来标定精度比较差的卫星遥感器。例如NOAA卫星的红外通道定标精度高，优于1开，可用来相对定标自旋稳定静止卫星上的扫描辐射计。美国发射的地球环境遥感卫星EOS-Terra和EOS-Aqua上携带的中分辨率成像光谱仪（MODIS）的可见光和近红外通道具有较高的在轨辐射定标精度，国际上多个国家遥感界均用其作为多种遥感卫星的在轨辐射定标参考标准，开展交叉辐射定标试验，取得了较好成果。

除上述四种较普遍采用的定标方法之外，航天遥感界还开展了其他多种定标方法的研究和试验，例如：

①月亮定标。大气层外月亮表面的太阳反射辐射可以认为是比较稳定的光源，有可能用于卫星遥感仪器的外定标，欧洲的静止气象卫星、日本的静止气象卫星等，已经研究用于静止卫星上遥感仪器可见光通道的外定标。也有少数极轨对地观测卫星开展了月亮定标实验（例如美国海洋观测卫星的遥感仪器SeaWiFS）。

②采用理论模型计算的辐射定标。通过建立大气辐射传输模型，其中包括大气结构模型的合理假定，通过理论计算，实现卫星遥感仪器的辐射定标。此方法的主要优点是不需要组织比较复杂的同步观测实验，只要模型和参数的选择尽可能合乎实际状况，也可取得一定精度的定标成果。

③大气吸收带通道遥感的外定标。利用无线电探空资料，通过辐射传递理论计算，得到相应卫星遥感通道入瞳辐射计算值，并用此计算值标定卫星遥感仪器。这种方法的精度取决于探空资料的测量精度和辐射传递理论计算的精确性，并需要做好探空资料和卫星遥感测值之间时间和空间的合理匹配。目前，这种方法已经用于静止卫星水汽通道的外定标，取得了良好结果。