[發明專利]一種地基雙波段云高測量的裝置和方法

有效

• 申請號: 201110051923.6
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102183237A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 馬舒慶;陶法;胡樹貞
• 申請（專利權）人: 中國氣象局氣象探測中心
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 朱麗巖;唐曉麗

1.一種地基雙波段云高的測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

一數據處理器，分別與所述數據處理器連接的兩用于獲取測量區域天空云圖像的可見光圖像傳感器，一用于獲取所述區域天空亮溫的紅外傳感器以及一用于獲取地面自動氣象站的大氣溫度、地面相對濕度及能見度的地面氣象數據接收模塊；

所述處理器用于根據所述圖像形成的像對計算雙成像云底高度，根據該云底高度及天空亮溫、大氣溫度、地面相對濕度、能見度計算該區域云下垂直溫度遞減梯度系數形成垂直溫度遞減梯度系數數組，選用該系數數組中的眾數計算該區域云高。

2.根據權利要求1所述的地基雙波段云高的測量裝置，其特征在于，所述兩可見光圖像傳感器相距一定距離垂直向上放置，所述紅外傳感器置于所述兩可見光圖像傳感器中間、水平豎直向上設置，或安裝于一旋轉平臺上。

3.根據權利要求1或2所述的地基雙波段云高的測量裝置，其特征在于，所述兩可見光圖像傳感器之間的距離為50米。

4.根據權利要求1所述的地基雙波段云高的測量裝置，其特征在于，所述數據處理器包括：

處理單元一，與所述兩可見光圖像傳感器連接，用于根據所述圖像形成的像對完成所測量區域雙成像云底高度測量；以及

處理單元二，與所述處理單元一、紅外傳感器以及地面氣象數據接收模塊連接，用于根據所述雙成像云底高度、天空亮溫及大氣溫度、地面相對濕度及能見度計算所測區域天空云下垂直溫度遞減梯度系數形成垂直溫度遞減梯度系數數組，選用該垂直溫度遞減梯度系數數組中的眾數計算測量區域天空的云高。

5.一種地基雙波段云高的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據所述圖像傳感器獲取測量區域的天空云的圖像所形成的像對，計算所述區域天空的雙成像云底高度h；

根據所述雙成像云底高度h，所述紅外傳感器獲取的測量區域的天空亮溫T_b，以及地面自動氣象站的大氣溫度t、地面相對濕度及能見度，計算并保存所述區域云下垂直溫度遞減梯度系數K形成垂直溫度遞減梯度系數數組；該系數K的計算公式如下：??????????????????????????????????????????????????；

根據所述垂直溫度遞減梯度系數數組中K的眾數，利用紅外反演云高公式計算測量區域的云高H，所述紅外反演云高公式如下：?，其中A、B分別為由能見度和地面相對濕度的影響對紅外亮溫T_b的修正函數值，A=0.03*hum+0.0002*H[0]，?hum為地面相對濕度，?H[0]=(T_b-t)/K，?B=0.5*(0.00101*V-5.25)，V為能見度。

6.根據權利要求5所述的地基雙波段云高的測量方法，其特征在于，獲得所述雙成像云底高度h的天氣條件為白天和云底有紋理。

7.根據權利要求5所述的地基雙波段云高的測量方法，其特征在于，在不具備獲得所述雙成像云底高度h的天氣條件時，選用最新的垂直溫度遞減梯度系數數組中K的眾數，根據所述紅外傳感器獲取的測量區域的當前天空亮溫T_b以及獲取的地面自動氣象站的當前大氣溫度t、地面相對濕度及能見度，利用所述紅外反演云高公式計算測量區域的云高H。