本发明公开了一种气象卫星热红外通道在轨辐射定标方法，包括如下步骤：根据卫星过境信息和定标场地的天气情况，选择合适的外场定标试验的工作时间；采用无人艇搭载红外辐射计CE312，在卫星过境前2小时左右，将无人艇经由码头释放，并在湖面按照预先设定的航线航行。本发明通过利用无人艇自动观测获取水表辐射亮温，可以很大程度的节省人力、物力和财力投入；通过结合加密探空大气廓线数据的获取，可以很大程度的提高定标频次，并且可以进一步提高定标精度；通过各个卫星的热红外通道得到的入瞳亮温信息结果进行对比来分析定标场地同步试验时段的亮温空间分布以及湖面受云及天气状况的影响程度，对同步区域的选择有非常大的参考意义。