随着空间光学遥感技术的不断发展，定量遥感逐渐成为遥感应用的发展趋势，这就对空间光学遥感器的辐射定标精度提出更高的要求。在空间光学遥感器实验室辐射定标过程中，定标光源除了应该具备良好的辐照度面均匀性和辐亮度角度均匀性（朗伯特性）之外，还应该与遥感器在轨探测目标的光谱保持一致。大口径积分球光源是公认的理想的实验室辐射定标光源，其常用内置光源主要有溴钨灯和氙灯，两者的光谱分布相对固定，很难实现光谱可调，与光学遥感器在轨探测目标的光谱分布不匹配（简称光谱非匹配）。针对光谱非匹配给空间光学遥感器实验室辐射定标精度带来的影响，本文提出了一种基于LED和基底光源的光谱分布可调谐光源，采用该光源模拟典型地物目标光谱用于空间光学遥感器的实验室绝对辐射定标，从本质上消除光谱非匹配带来的影响。LED作为新一代光源，具有发光效率高、寿命长、发光稳定性好等众多优点，选用LED作为发光介质不仅很好地解决了光谱匹配的问题，而且更有利于辐射量值基准的长期保持，此外，这还符合低碳环保的当今能源发展主题。　　 从理论上分析了光谱非匹配影响空间光学遥感器绝对辐射定标精度的机理，仿真计算表明光谱非匹配对宽波段光学遥感器辐射定标精度影响较大，不可忽略。　　 根据光谱分布可调谐光源的设计指标确定了光谱分布可调谐光源的设计方案，主要解决了光谱匹配算法设计、积分球内置光源的驱动电路和控制、光源的选型与LED老化筛选实验、内置光源位置和照明模式对积分球光源辐射特性的影响、光谱分布可调谐光源的结构设计五项关键技术问题。提出采用改进型模拟退火算法作为光谱匹配算法，并通过光谱匹配仿真实验验证了改进型模拟退火算法用于光谱匹配的科学性和可行性。光谱分布可调谐光源的内置光源采用LED和基底光源的组合，其中基底光源包括溴钨灯和“溴钨灯+升色温滤光片”两组。LED采用恒定电流驱动，并通过“单片机+CPLD”控制，基底光源则通过改变可调光阑的开口来调整进入积分球的辐射通量。采用LightTools光学仿真软件仿真分析了光源位置和照明模式对积分球光源辐射特性的影响，并通过对现有积分球光源进行辐射性能测试验证了仿真结果的科学性和可靠性，为积分球定标光源的结构设计和研制提供了技术指导。　　 采用LabVIEW与MATLAB混合编程技术开发光谱分布可调谐光源的控制软件，并对标定好的光谱分布可调谐光源进行了性能测试:采用该光源分别匹配了等能光谱和6000K黑体光谱，光谱匹配误差分别为6.37％和8.76％;待光源稳定后，光谱分布可调谐光源的出光口70mm×70mm矩形区域内的辐照度非均匀度为0.53％;光源出光口中心30min内的辐照度不稳定度为0.03％;光源出光口中心水平方向±30°内的辐亮度角度非均匀度为0.80％;光谱分布可调谐光源在最高辐亮度输出状态时，各波长处光谱辐亮度值均高于0.07W/(m2·sr·nm)，410nm～900nm波段积分辐亮度为58.3W/(m2·sr)，均满足光谱分布可调谐光源的设计指标。　　 最后对光谱分布可调谐光源的应用领域进行了探索，在理论上分析了该光源在光电探测器相对光谱响应测试以及色度测量领域的应用，并进行了必要的仿真计算。除此之外，光谱分布可调谐光源还可以广泛应用于生物学、工业以及太阳能等领域。