机载高光谱成像光谱仪作为一种新型光学仪器,广泛应用于航空航天、精密测量、地质探测等相关领域。经过多年飞速发展,随着成像光谱仪的探测范围不断拓宽,人们对提高探测数据定量化应用水平的需求逐渐提高,成像光谱仪的高精度定标显得越来越重要。为满足定标实验时的实际要求,提高定标效率、降低定标成本、克服场地限制、提高定标实验的简便性,研究一种高效的地面辐射定标方法和地面定标装置具有重要意义和极高的实际应用价值。本文以提高地面定标效率、降低定标成本为出发点,结合实际定标情况设计地面辐射定标方法和地面定标装置。利用朗伯体的反射原理和高光谱成像光谱仪的成像原理,建立高光谱工作状态参数模型,其中包括光谱仪接收位置、光瞳与地面反射夹角等工作位置参数,地面反射率、光照度变化率等工作状态参数。通过研究地面辐射定标原理,找出工作参数模型中的变量参数,以此为基础设计变角度地面辐射定标方法,通过计算工作时的天顶角确定反射平面的反射率,控制模型中的变量参数的变化,得到光谱仪辐射定标所需要的辐射亮量,同时光谱仪进行测量得到对应的光谱数据,建立每个角度下的辐亮度值与光谱数据的标定关系。以此为依据并结合定标实验时的实际需求,明确定标装置的功能指标和技术指标,并完成实验定标装置的方案和机械设计。应用定标实验装置,设计定标原理和方法的验证实验,验证方法的正确性与可行性。