我国是少数几个能独立完成卫星发射任务的国家之一。随着科学技术不断发展，特别是深空探测技术的发展，迫切地要求提高卫星数据的准确度以及对卫星数据进行定量化处理。但我国卫星数据的利用率一直不高，我国遥感数据提取利用率还不到获取量的5%。究其原因，星上定标系统中的定标黑体的辐射特性评估理论和评价特性不完善是限制卫星数据利用率的主要原因之一，因此校准星上定标系统中定标黑体特性的这项工作具有重要意义。目前，国内外对于黑体发射率的研究较多的是进行理论上的评估。特别是对于大口径面源黑体的研究，目前我国尚无实用可靠的评估方法。而且我国在低温黑体辐射特性校准方面的研究也尚在进行中。针对这一现状，本文采用能量比较法将星上定标黑体——低温面源黑体的有效发射率溯源到实验室标准空腔黑体，进而设计了中红外能量比较仪系统。本文的研究内容主要包括以下几方面。以黑体的三大辐射定律为理论基础，在总结研究现有的黑体辐射特性评估理论和常用的黑体辐射校准装置的基础上，结合本课题的实际情况，采用能量比较法实现面源黑体发射率传递，建立发射率传递的数学模型。根据建立的发射率传递数学模型，设计系统的总体方案，搭建能量比较系统的硬件平台，包括光学传递系统、调制盘系统、前置和锁相放大器、数据采集模块以及量程控制系统等。然后以LabVIEW2010为软件开发平台，编写系统的测量以及数据处理软件。采用研制出的比较仪系统，在要求的温度范围内的不同温度下，对标准空腔黑体和待测面源黑体进行大量的测试实验，得出的低温面源黑体发射率的值为0.930，符合理论计算的范围，且在该次测量下得到发射率传递不确定度为0.7%，满足技术要求的1%。