[發明專利]一種掩星探測儀大氣成分反演方法

有效

• 申請號: 201710711988.6
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107561557B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李小英;王紅梅;王雅鵬;鄒銘敏;朱松巖;苗晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01N21/3504;G01N21/59;G01N21/17;G06F17/16
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種掩星探測儀大氣成分反演方法，其特征在于，包括以下步驟：

計算反演算法的初值場，所述初值場包括目標大氣成分先驗廓線及協方差矩陣；

基于正向輻射傳輸模型ARTS構建掩星探測儀掩星探測正向模式，并在所述正向模式中選擇透過率輻射傳輸形式；其中，所述基于正向輻射傳輸模型ARTS構建掩星探測儀掩星探測正向模式包括：選擇計算透過率正向模式；整理計算掩星探測儀參數；建立掩星探測輻射傳輸模型；加入掩星探測儀參數；所述掩星探測儀參數包括：波段范圍、線性函數和儀器視場角(FOV)響應函數；

根據目標大氣成分吸收譜分布分析情況，選取目標大氣成分的反演波段；

將衛星觀測的地理與幾何信息輸入正向輻射傳輸模型ARTS，得到透過率的模擬值和目標大氣成分的權重函數，結合所述透過率的模擬值、目標大氣成分的權重函數、以及目標大氣成分先驗廓線及協方差矩陣，基于最優估計算法得到目標大氣成分廓線，通過加入向量形式的平滑因子對不同切高的迭代計算進行分層約束；其中，通過加入向量形式的平滑因子對不同切高的迭代計算進行分層約束包括：模擬掩星探測數據；計算掩星探測儀觀測誤差協方差矩陣；通過迭代計算，以及加入平滑因子，得到在不同切高下的目標大氣成分廓線。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算反演算法的初值場步驟，具體包括：

下載并篩選MLS L2數據產品；

構建大氣背景庫；

計算目標成分先驗廓線及協方差矩陣。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述選取目標大氣成分的反演波段步驟，具體包括：

大氣成分吸收譜分布分析；

基于信息熵迭代方法進行通道選擇。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通道選擇步驟，具體包括：

計算權重函數：利用紅外掩星探測正向模型SCIATRAN計算目標成分及干擾成分在目標成分初始通道范圍內的權重函數；

權重排序：將所述目標成分和干擾成分的權重排序；

選擇生長基點：逐壓力層分別選出每個壓力層上對目標成分敏感的通道，并將此作為生長基點；

通道生長形成窗口；

最終生成通道的干擾氣體檢測：對最終生成的微窗通道進行干擾成分檢測，從中選出最終的目標成分反演微窗。