陽光到達地面首先必須經過地球大氣層，其到達大氣外層與陽光路線垂直的平面上的平均輻照度為1367W/m^2（注：即太陽常數，用 So 表示； 1981 年世界氣象組織（WMO）推薦了太陽常數的*佳值是 So=1367±7W·m^2）。即使在晴天，大部分的太陽光能直接到達地球，而在地球表面太陽能強度減小到 800 到 1100W/m^2，取決于當地的大氣的透明度和觀測位置的海拔高度。（在高海拔地區，會減少大氣對太陽能的散射和吸收作用）。

陽光從太陽盤面直接照射到與光路正交的表面，稱作直接輻射簡寫為 DNI。在大氣中散射的直接到達地面的陽光稱為散射輻射。散射輻射的標準測量在水平面上進行，這個測量叫做散射水平輻射，或者簡化為“散射"簡寫為 DHI。太陽的 DHI和 DNI到達水平表面稱為總水平輻射，通常簡稱為總輻射，簡寫為 GHI。DNI入射水平面的角度稱為太陽天頂角，或者解釋為從地球上頭頂一點到太陽圓盤中心之間的測量角。在日出和日落時天頂角為 90度，沒有直射輻射到達水平面（更復雜的是直射光折射進入大氣，折射角度角度大于日出和日落的角度，這樣一來，當太陽看起來還在地平線之上，但事實上卻在地平線之下）。

方程涉及了三個輻射參數：GHI=DHI+DNI×COS（天頂角）RS-R3型測光系統是2011年*新升級版本，相對于以前歐美生產的類似產品，做出了很多改進，關鍵部件和傳感器仍然使用原廠*新產品，在設備的算法和校正方面做出了優化，并且對于每一臺設備都在國家輻射計量中心的進行了檢定。

RS-R3 型測光系統(直接輻射，散射輻射，總輻射的簡單高精度獲取辦法）：

RS-R3設置為每 3秒測量 GHI一次，以一分鐘為間隔求均值并貯存數據，然后存儲。基于數據采集器非常的內置時鐘，至少每半分鐘 RS-R3的遮蔽帶就會旋轉遮光一次。在部分多云天，輻射變化很快時，旋轉會更加頻繁。輻射的專有程序解析了一系列旋轉期間的快速測量，來識別影子信息，計算 DNI和 DHI。測量平均后，和GHI一起存儲在數采輸出表格中。標準 RS-R3編碼為 1分鐘輸出表格。

組成

標準的 RS-R3 是一個自動采集器系統，包含了 RS-R3 主體部件，電機控制器，安裝桿和數采機箱。光探測傳感器是一個安裝在橫臂前端的黑色圓柱體；傳感器下方的彎曲黑帶是旋轉遮蔽帶；

右邊控制遮蔽帶旋轉的銀色圓盒體就是電機盒；傳感器的信號電纜沿著橫臂和支撐臂與電機盒的航插電纜一并送至數據采集箱；機箱內部裝的是數據采集器、氣壓傳感器、 RS-R3 電機控制器、密封鉛酸凝膠型蓄電池和 PV 控制器；還有溫濕度傳感器以及用于電池充電和維持系統運行的太陽能電池板。