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目标在大气层外飞行时,可能有一部分太阳辐射直接传输到目标表面,通常将这一部分太阳辐射简称太阳直接辐射,目标表面第m面元反射太阳直接辐射在λ1-λ2波段任意方向的辐射强度Is,m为：
(2.3.4)
式中Esun为太阳直接辐射在地球大气层外的总辐照度；Ksun为太阳直接辐射在地球大气层外在λ1-λ2波段的辐照度与Esun的比值；ρsun为为第m面元该波段对太阳光谱的平均反射率Fm,s为该面元在该方向反射太阳直接辐射的角系数地球反射的太阳辐射在该面元表面也被反射，通常将这一部分太阳辐射简称为太阳间接辐射。目标表面第m面元反射太阳间接辐射在λ1-λ2波段任意方向的辐射强度Ise,m为：
(2.3.5)
式中ρse为地球及其大气系统对太阳光谱的平均反射率；Fm,se为面元在该方向反射太阳间接辐射的角系数.
地球辐射为地球及其大气系统的热辐射。该面元所反射的地球辐射在λ1-λ2波段任意方向的辐射强度Ie,m为:
(2.3.6)
式中为地球辐射的辐射出射度;Mearth为地球辐射在λ1-λ2式中为地球辐射的辐射出射度;Kearth为地球辐射在λ1-λ2波段的辐射出射度与Mearth的比值；ρe,m为第m面元该波段对地球辐射的平均反射率；Fe,m为该面元在该方向反射地球辐射的角系数。
目标在λ1-λ2波段任意方向反射地球辐射的辐射强度Ie,r为它的所有面元在该波段该方向反射地球辐射的辐射强度之和：
(2.3.7)
目标在大气层外飞行过程中,在λ1-λ2波段任意方向总的辐射强度I为：
(2.3.8)
2.4 大气衰减
大气衰减是指电磁波在大气中传播时发生的能量衰减现象。各种波长的电磁波在大气中传播时，受大气中气体分子（水蒸汽、二氧化碳、臭氧等）、水汽凝结物（冰晶、雪、雾等）及悬浮微粒（尘埃、烟、盐粒、微生物等）的吸收和散射作用，形成了电磁波辐射能量被衰减的吸收带。一般用φ＝φ0ex表示。式中φ小为电磁能辐射至χ处的辐射通量，φ0为x＝0处的辐射通量，x为辐射能在大气中传播的距离，σ为衰减系数，由吸收系数α和散射系数ν1组成。σ＝α＋ν，α与辐射能的波长、大气的温度、压力和密度有关，ν是波长和散射粒子半径的一个复杂函数，但当粒子的尺度大于波长时（称为无选择性散射），ν与波长无关。大气衰减的程度与电磁波波长有密切关系。能透过大气的电磁波辐射的连续波长区间称为大气窗口。故为减少电磁波传播的衰减，可根据大气窗口的情况选择适当波长的电磁波。如He-Ne激光器的波长为0.63μm，处于大气窗口之内，传输时衰减较小。
2.4.1 大气吸收