編者按：從古至今，人類從未停止過探索未知世界的腳步，認知世界的能力和手段與日俱增。中科院之聲與中國科學院空天資訊創新研究院聯合開設“觀天測地”專欄，為大家介紹天上地上探索的那些事兒，帶來空天資訊領域最新進展，普及科學知識。
航拍國家國家高分辨遙感綜合定標場
遙感衛星是全球尺度快速探測地球最有效的手段，在大氣探測、生態環境、氣候變化、礦產資源等眾多領域發揮著重要的作用。而對觀測物件進行定量測量，是保證遙感衛星資料定量應用準確性的前提條件。
儘管衛星在發射前，已經對衛星遙感載荷進行了實驗室定標，但由於空間環境及元器件老化等原因，遙感載荷效能存在退化現象，這就需要對遙感載荷再次進行在軌輻射定標，相當於給衛星觀測這杆“秤”加上準星，而遙感野外定標場就是衛星觀測的地面參照基準。
在距離北京600公里的包頭，就有這樣的一個遙感野外定標場。中國科學院空天資訊創新研究院（原光電研究院）自“十一五”以來，在科技部國家863計劃支援下，研建了國家高分辨遙感綜合定標場（以下簡稱“包頭場”），形成了遙感載荷綜合定標與驗證能力；在中科院國際合作局國際合作夥伴計劃專案“全球遙感定標基準網”進一步的支援下，建成了具備國際標準的定標基礎設施及科學試驗平臺。包頭場作為全球自主輻射定標場網（RadCalNet）首批示範場之一，已正式開展自主輻射定標業務化執行，提供全球統一質量標準的定標服務。
定標場：常規化監測能力
在“十一五”863重點專案“無人機遙感載荷綜合驗證系統”牽引下，專案首席科學家李傳榮、唐伶俐研究員團隊論證建設遙感綜合定標場，選址在距離包頭市區約60公里的北方重工集團試驗基地，該場地平坦開闊、氣候乾燥少雨，有沙地、草地、油葵等多類自然場景，安全且交通便利。
圖1 國家高分辨遙感綜合定標場
經過多年建設，包頭場已成為航空航天共用遙感綜合定標場，包括固定靶標、植被/沙地自然場景靶標、目標光譜特性自動觀測系統等設施和裝置。包頭場地面固定人工靶標首次採用天然礫石建設，具有材料穩定性、墊層的透水性、抗壓能力強等優點，並綜合考慮了國內外衛星過境時最佳的測量角度、光譜區分度等因素，在確保地面基準穩定性的同時，提供動態範圍內多點測量結果，有效提升了測量資料的準確性。針對以往場地定標人工同步測量方式費時費力，一般每年僅更新一次定標係數，難以準確校正在軌遙感載荷輻射效能退化的問題，團隊研製了全天時地面真值採集技術系統，實現了在常態化執行條件下穩定、精準的地表反射、大氣狀態等影響輻射傳輸過程的地氣引數關鍵要素測量， 開創性地實現了衛星每次過境均可定標。目前包頭場集輻射/光譜/幾何特性於一體，具有對10米及更高解析度的航空航天載荷輻射定標、動態範圍、響應線性度、光學載荷傳遞函式（MTF）、信噪比評價等多種在軌效能常態化監測能力。
圖2 固定人工靶標
國際接軌：全球化定標
在全球化大背景下，空天遙感資訊獲取的一致性成為必然要求，包頭場走了一條國際化、標準化的道路。
全球化定標就是在全球統一框架下的自主輻射定標，是國際衛星對地觀測委員會（CEOS）於2014 年提出的國際化定標最新理念，即觀測資料與處理自動化、裝置野外長期無人值守、觀測資料質量可溯源。研究團隊經過無數個日夜的辛勤努力，克服了硬體系統與資料自動化處理系統面臨的種種難題，包頭場於同年成為了與美國railroad valley playa、法國la crau和歐空局定標場並列的CEOS全球自主輻射定標場網首批示範場；隨後，刃邊靶標入選全球MTF評價地面標準目標庫、光學/微波複用靶標入選全球SAR載荷定標地面標準目標庫。
在中科院國際夥伴關係計劃“全球遙感定標基準網”專案支援下，包頭場在定標基準溯源、國際化執行模式與標準化技術規範等方面與歐美空間機構接軌，建成了具備國際標準的定標基礎設施及科學試驗平臺。隨著2018年CEOS定標與驗證工作組（WGCV）宣佈全球自主輻射定標場網（RadCalNet）轉入正式執行服務，預示著包頭場正式提供國際統一框架下的全球化定標服務，中國在國際定標舞臺上將發揮越來越重要的作用。
圖３ 全球自動輻射定標場網首批示範場
圖4 RadCalNet資料中心網站
開放共享：服務空天遙感資訊定量化
包頭場作為我國航空航天先進遙感載荷效能評測及業務化定標的重要基礎設施，可為國內外使用者提供載荷在軌定標服務，併為定量遙感科學試驗提供條件保障。
空天資訊創新研究院與歐空局（ESA）、美國航天局（NASA）、法國空間中心（CNES）合作構建了全球服務的資料中心，實現10奈米間隔、30分鐘一次的全球統一質量標準的定標產品業務化生產，目前已有600家國際使用者。包頭場入選“2014年度中國遙感領域十大事件”，被科技部國家遙感中心授牌為“國家高分辨遙感綜合定標場”，近年來為我國高分、資源、測繪、海洋、天繪、快舟、天儀小衛星等系列衛星提供了業務化執行的定標服務。由於包頭定標場在國際上的聲望，獲得我國主流定標界的認可，被納入國家空間基礎設施重大專項和業務執行體系，將拓展為新型大氣鐳射、鐳射測高、光學等新型載荷提供業務化執行定標服務。
包頭場已成為我國參與國際定標科研工作技術合作和定標資源共享的重要平臺，將為進一步提升我國在國際對地觀測領域的影響力，促進全球資訊資源共享、推動我國遙感資料產品進入國際市場等方面發揮重要作用。