精确的光谱辐射照度测量在地球观测领域至关重要，外场光辐射测量中，常采用余弦漫射器提高不同方位角下辐射照度测量结果的准确性，余弦响应特性是光谱辐射照度仪器在外场测量中的关键影响因素。对常用地物观测光谱辐射照度仪器的余弦响应特性开展研究，设计建立余弦响应特性测量装置，通过实验方法获得不同角度下仪器光谱辐射测量结果的变化规律，利用MATLAB软件对测量结果进行余弦曲线拟合，对比分析传统角度响应归一化法和偏移角度响应归一化法对仪器余弦误差的影响。相较于使用传统归一化方法，采用偏移归一化方法后光谱辐射照度仪器的最大余弦误差从11.2%降低至7.7%,几乎不依赖波长变化，这主要由于仪器内部光路结构和漫射材料限制，当入射角θ发生变化，光谱辐射照度角度响应偏离了余弦函数。为此，基于仪器余弦响应特性及余弦误差实验结果，提出一种光谱辐射照度余弦误差修正方法，通过单波长拟合函数外推至全部波段进行修正处理，仪器的光谱辐射照度修正值与标准余弦响应曲线偏差低于1.7%,在-55°～55°范围内余弦误差降至2%以下。该修正方法大幅降低了余弦误差对仪器测量结果的影响，提高了仪器在不同方位角下的测量准确性，进一步满足对地观测、海洋遥感等现场测量的高精度应用需求。