光学遥感辐射定标分为实验室辐射定标、辐射校正场定标和大气传输模拟三个环节：①实验室辐射定标环节。通过直接或间接溯源，将光谱辐射仪器的量值溯源至光谱辐射国家基准，并进行实验室户外环境条件的模拟，对光谱辐射仪器进行类辐射校正场条件的光学定标。②辐射校正场定标环节。在定标场地选择若干个像元区，采用校正过的光谱辐射仪器对辐射校正外场进行测量，测量定标场地各波段光谱反射比和地表辐射亮度，在卫星光学遥感器飞越辐射定标场地上空时将地表量值传递给卫星。③大气传输模拟环节。利用卫星光学遥感器测量数据和大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。

卫星光学遥感器的定标精度需求已经接近光学计量的极限，必然要求遥感定标的各个环节实现扁平化的量值传递。实验室定标环节中，对于250～2500纳米的连续光谱辐射定标可以直接溯源至中国的250～2500纳米的光谱辐射亮度、辐射照度和色温度国家基准。中国光谱辐射度国家基准光源采用BB3500M高温黑体，高温黑体的光谱辐射亮度仅与温度和波长有关，采用高温黑体定标可以实现中国光谱辐射标定的最高测量精度。对于中远红外的光谱辐射定标，最高的测量精度是溯源至常温黑体或中低温黑体实现。对于单通道特定波长的光学遥感定标，可以通过陷阱探测器将量值直接溯源至低温辐射计从而实现最优的测量不确定度。中国计量科学研究院的低温辐射计测量可以实现国家光学领域最低的测量不确定度。国际计量局已经采用低温辐射计量值溯源和世界气象组织多次开展太阳辐射测量的比对工作。辐射校正场定标中，校正场的BRDF测量决定了辐射校正场的定标精度，实现最低的BRDF测量不确定度是户外辐射测量的关键。

获取空中、地面及大气环境数据，计算大气气溶胶光学厚度，计算大气中水和臭氧含量，分析和处理定标场地及训练区地物光谱等数据，获取定标场地数据时的几何参量和时间，将获取和计算的各种参数带入大气辐射传输模型，求取遥感器入瞳时的辐射亮度，计算定标系数，进行误差分析，讨论误差原因

在卫星过顶时同步测量地面目标反射率因子和大气光学参量（如大气光学厚度、大气柱水汽含量等），然后利用大气辐射传输模型计算出遥感器入瞳处辐射亮度值，具有较高的精度。

采用经过严格光谱与辐射标定的辐射计，通过航空平台实现与卫星遥感器观测相似的同步测量，把机载辐射计测量的辐射度作为已知量，去标定飞行中遥感器的辐射量，实现卫星的标定，最后辐射校正系数的误差以辐射计的定标误差为主，仅仅需要对飞行高度以上的大气进行校正，无须考虑底层大气的校正误差，有利于提高精度。

又称改进的反射率法，利用地面测量的向下漫射与总辐射度值来确定卫星遥感器高度的表观反射率，进而确定出遥感器入瞳处辐射亮度。这种方法是使用解析近似方法来计算反射率，可大大缩减计算时间和计算复杂性。

辐射定标按照定标位置不同可分为实验室定标、机上和星上定标、场地定标。

在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射准确度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。有的仪器内有内定定标系统，在仪器运行之后，可定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。

辐射定标光谱定标的目的是确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数。辐射定标包括：①绝对定标。通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系。②相对定标。确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。

机上定标经常用来检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上。在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。

场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。这种方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射比。