上世纪60年代开始,遥感技术的研究和应用引起了广泛关注,世界各国相继制定遥感领域发展计划。光学遥感器作为典型的遥感成像设备,在国土安全、资源勘探、气象预报、环境监测和军事侦察等领域发挥着重要作用。随着遥感探测技术的进一步发展和应用,对光学遥感器的要求也越来越高,辐射定标是遥感图像处理中必不可少的重要环节,在高精度遥感器研制过程中发挥着非常重要的作用。辐射定标主要任务是量化光学遥感器从光辐射输入到最终电信号输出之间的传输和转换关系,主要解决光学遥感器研制过程中辐射响应动态范围的定量调整和测试、图像的非均匀性测试和一致性调整以及遥感图像的相对辐射校正等问题,最终确定光学遥感器的辐射响应函数和定标系数。目前光学遥感器正向着大口径、宽视场方向发展。常规的定标设备和定标方法将难以满足日益增长的遥感器定标要求,为此开展大口径、宽视场光学遥感器的辐射定标技术研究十分必要。本文结合实验室辐射定标内容,分析常规辐射定标手段应用于大口径、宽视场光学遥感器的不足,针对定标设备和定标方法提出改进方案并在实验中应用。通过讨论分析实验室辐射定标原理和常规遥感器定标方法,总结得到现有定标设备和方法对大口径、宽视场光学遥感器定标存在的问题。针对焦平面探测器采用的多片拼接模式出现的响应非一致性现象,提出基于标准灯DSS法的定标方案,并通过实验校正探测器间的响应非一致性。为了更好地完成大口径、宽视场光学遥感器的光谱定标,提出分视场光谱定标法。结合遥感器辐射传输模型,建立新的光谱定标算法,提出基于该算法的定标方案并应用于光谱定标实验,获取遥感器的光谱响应函数及相关参量,最后分析定标不确定度。在辐射定标方面,针对大口径、宽视场光学遥感器辐射定标存在的问题,分别提出基于定标光源和定标方法的改进方案。为更好地应用NES法对遥感器辐射定标,新研制了超大口径积分球均匀光源。针对传统积分球设计的不足,提出改进方案。为解决超大口径积分球均匀光源辐射性能测试问题,提出多探测器法测试手段,研制新型均匀性和朗伯特性测试设备,建立多探测器一致性校正算法并应用于新研制的测试设备。利用新研制的超大口径积分球对遥感器进行NES法辐射定标实验,处理并总结定标数据,最后分析定标不确定度。此外,开展了遥感器Jones法的辐射定标技术研究,建立Jones法辐射定标模型和辐射响应算法。研制了Jones法定标设备并完成校准。最后使用新研制的Jones法定标设备对遥感器进行辐射定标实验,总结实验结果,分析Jones法辐射定标不确定度。针对大口径、宽视场遥感器像元间辐射响应非均匀现象,分析像元级辐射校正的必要性。在讨论分析多种校正方法的基础上,结合大口径、宽视场光学遥感器结构特点,建立新的校正算法,并利用超大口径积分球对遥感器进行像元级辐射校正实验,总结分析校正前后像元间辐射响应数据结果。最后通过外场成像对比验证校正效果。