[發明專利]一種邊界層溫度廓線精確反演的估計算法

在審

• 申請號: 201410771179.0
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104504256A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 李江漫;晁坤;陳后財;劉萱;黃傳祿
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十二研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01V3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利涉及大氣微波遙感領域，特別是涉及一種邊界層溫度廓線精確反演的估計算法，是一種邊界層大氣溫度廓線的反演技術。

背景技術

對流層大氣的邊界層(約2km以下)是大氣主要污染區，風環流會導致邊界層內大氣污染混合輸送或水平對流，進一步導致大氣垂直溫度廓線不斷發生變化。因此，大氣邊界層的溫度監測在氣象與環境保護等領域具有重要的意義。利用微波輻射計對大氣溫度廓線進行觀測，一般是利用天頂方向的亮溫，采用回歸統計或神經網絡等方法進行反演，本發明結合微波輻射計觀測的天頂亮溫和斜路徑亮溫數據，建立了一種最優估計方法，可以精確反演晴空大氣邊界層溫度廓線，并且能夠有效的反映邊界層溫度廓線的逆溫現象，對于環境監測具有重要的意義。

發明內容

針對某種非線性模型，可以近似簡化為線性的泰勒級數問題，如：

y＝y_i+K_i(x-x_i)+e????(1)

式中y表示物理量的真實輸出值，y_i為由初始值計算得到的值，x為真實輸入值，x_i為輸入初始值，e為誤差。K是雅克比矩陣：

K=∂F1/∂x1···∂F1/∂xn....∂Fm/∂x1...∂Fm/∂xn]]>

式中m是輸出的變量長度，n是輸入的變量長度。對于微波輻射計反演大氣邊界層溫度廓線這個具體問題而言，表達式(1)可以改寫為：

t_b＝F(x_a)+K_i(x-x_a)+e????(2)

式中t_b表示微波輻射計測量的真實亮溫值，F(x_a)為由探空計算得到的初始仿真亮溫值，x為真實邊界層溫度廓線，x_a為邊界層溫度廓線初值，e為微波輻射計亮溫測量誤差。最優估計方法即要通過(2)式左邊的亮溫來解出右邊最優的邊界層溫度廓線解。

本發明的技術方案是這樣實現的：

針對于線性問題的最優估計算法，為得到(2)式的最優解，有很多種迭代公式可以選取，這里采用下式：