自然光是人们生活中不可或缺的组成部分。自然光具有经济、环保的特点,是取之不尽用之不竭的可再生能源。随着社会的进步,可持续发展的理念获得广泛共识,自然光在建筑中的应用备受关注。充分合理地利用自然光成为了建筑技能领域里重要的技术方法之一,因此对自然光环境的研究及其重要。2004年CIE TC3-15天空亮度分布模型作为CIE标准正式出版;它是依据大量室外天空观测数据,利用数理统计分析的方法,归纳总结出的15种天空亮度分布模型。目前模拟天空亮度分布模型的方法有应用计算机模拟和人工天穹模拟测量系统。计算机模拟具有局限性,需要可重复的实验来验证模拟的准确性,人工天穹模拟测量系统在实验验证上弥补了这一不足。随着LED发光技术的发展、光学参数控制技术的成熟,为模拟瞬息万变的自然光环境提供了基础,使人工天穹在精准模拟CIE天空亮度分布上成为了可能。因此,采用LED光源建造人工天穹模拟测量系统,对构建可重复、稳定的自然光环境成为可能。在2016年底,哈尔滨工业大学建造了直径为15米的LED光源人工天穹模拟测量系统,对LED光源人工天穹系统的标定成为了新的研究课题。本文以哈尔滨工业大学寒地建筑科学与研究中心所建造的LED光源人工天穹模拟测量系统为研究对象。首先,测量计算出人工天穹穹体的球心,分析误差并给出置信度。以球心为基准点,对LED光源人工天穹模拟测量系统的参数进行标定。通过标定的参数,调节LED光源,模拟CIE15天空模型,对模拟的15种天空模型进行实测,由此分析此模拟系统误差。其次,对人工天穹的空间尺度与光场均匀度的关系进行了测量分析,通过改变人工天穹内实验平台的高度,测量分析出实验平台所在高度平面上的光场均匀度,给出建筑模型的尺寸在CIE15天空模型的空间尺度下的均匀度分析。最后,探讨了LED光源位置的分布对光场均匀度的影响,通过改变测量面到LED光源距离、LED光源灯间距、LED光源灯具数量这三个因素,分析LED光源位置分布对光场均匀度的影响,为今后的LED光源人工天穹模拟测量系统的设计建造提供数据上的参考。