[發(fā)明專利]一種對(duì)大幅寬范圍內(nèi)濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811242372.X
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109633573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇皎陽(yáng);盧護(hù)林;楊成山;李銀偉;陳斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海無(wú)線電設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): G01S7/40
• 分類號(hào): G01S7/40
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;徐雯瓊

本發(fā)明提供一種對(duì)大幅寬范圍內(nèi)濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正方法，包含以下過(guò)程：在寬幅干涉成像高度計(jì)上安裝微波輻射計(jì)，確保兩者所發(fā)信號(hào)同時(shí)、同視角、同路徑；微波輻射計(jì)產(chǎn)生三種頻率的信號(hào)：18GHz、22.235GHz、37GHz；根據(jù)臨近22.235GHz水汽線的亮溫值計(jì)算水汽路徑延遲，通過(guò)18Ghz和37Ghz通道分別剔除風(fēng)速和云的影響；采用統(tǒng)計(jì)回歸的方法，求得濕對(duì)流層產(chǎn)生的路徑延遲值。本發(fā)明提出的寬幅干涉成像高度計(jì)同時(shí)、同視角、同路徑的水汽校正輻射計(jì)，可對(duì)大幅度范圍內(nèi)濕對(duì)流層誤差進(jìn)行校正，保證寬幅干涉成像高度計(jì)測(cè)高工作順利進(jìn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)高度計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)大幅寬范圍內(nèi)濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正方法。

背景技術(shù)

影響星載衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)測(cè)高精度的因素有很多，其中大氣延時(shí)誤差是需要重點(diǎn)考慮的部分，其主要包括干空氣修正、水汽修正、液態(tài)水修正和電離層修正。濕項(xiàng)對(duì)流層修正就包含了水汽修正與液態(tài)水修正，雖然較干項(xiàng)修正小，但卻是極不穩(wěn)定的。濕對(duì)流層分成大氣中的氣態(tài)水(water vapor)和云中的液態(tài)水(cloud liquid water droplets)，其校正量隨時(shí)空變化很大，可以是幾cm到約50cm,模型通常很難精確模擬。目前對(duì)濕對(duì)流層產(chǎn)生的誤差修正主要有兩種方法：一種是通過(guò)監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)貧鈮鹤兓⑿拚Ｐ瞳@取；而另一種則采用星載微波水汽校正輻射計(jì)直接進(jìn)行測(cè)量，校正后的精度和輻射計(jì)的校正能力有關(guān)。

微波校正輻射計(jì)的主要機(jī)理是通過(guò)對(duì)上層大氣液態(tài)水和水汽含量的測(cè)量向雷達(dá)高度計(jì)提供同程大氣校正數(shù)據(jù)，其探測(cè)頻率選擇包括大氣水汽吸收譜線和大氣窗通道的微波頻段。大氣水汽吸收譜線選擇中心頻率是23.8GHz，窗通道選擇一個(gè)低于水氣通道頻率、對(duì)云的敏感度低的18.7GHz，另一個(gè)選擇高于水汽通道頻率，對(duì)海面敏感度與低頻一致、但對(duì)云液態(tài)水敏感度高的37GHz。通過(guò)同程觀測(cè)，提供大氣校正數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)提高高度計(jì)觀測(cè)精度的目的。該項(xiàng)誤差修正后的標(biāo)準(zhǔn)差優(yōu)于1cm。其中所謂的云中的液態(tài)水并不包括降雨，如遇到降雨的情況，雨滴的出現(xiàn)對(duì)微波傳輸影響非常大，高度計(jì)只對(duì)降雨進(jìn)行檢測(cè)并標(biāo)記而不進(jìn)行校正，將受影響的測(cè)量點(diǎn)直接剔除。另外，若無(wú)校正輻射計(jì)，ECWMF(European Centrefor Medium Range weather Forecasts)有提供模型計(jì)算的大氣濕對(duì)流層校正值，其全球平均的精度約為3cm。

在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用上，Jason-1上搭載的輻射計(jì)JMR、Jason-2的Cycle114均為三頻微波輻射計(jì)，三個(gè)頻率(18.7GHz、23.8GHz和34.0GHz)同時(shí)觀測(cè)海面亮溫，以提供對(duì)流層中沿高度計(jì)雷達(dá)波束上的整個(gè)水汽含量。23.8GHz通道為水汽觀測(cè)的主要頻道；18.7GHz頻道用來(lái)提供海面背景輻射中因風(fēng)力引起的改正；34.0GHz頻道則提供云層液態(tài)水的改正。國(guó)內(nèi)發(fā)射的海洋二號(hào)衛(wèi)星上搭載的雷達(dá)高度計(jì)同樣采用了校正微波輻射計(jì)，其采用的頻率為18.7GHz、23.8GHz和37GHz。微波校正輻射計(jì)直接測(cè)得的亮度溫度TB是大氣和海面輻射能量大小的量度，由大氣和海洋表面的各狀態(tài)參數(shù)決定的，這些狀態(tài)參數(shù)同時(shí)也決定了路徑延遲的大小。路徑延遲和亮度溫度之間具有一定的相關(guān)性的。這種相關(guān)性的解析表達(dá)式是極復(fù)雜的。一般采用的是統(tǒng)計(jì)回歸的方法，求解路徑延遲和亮度溫度的經(jīng)驗(yàn)公式，這種方法實(shí)踐證明是有效的。

但目前在軌運(yùn)行的高度計(jì)均為傳統(tǒng)的第三代高度計(jì)，均采用傳統(tǒng)的底視探測(cè),其采用的微波校正輻射計(jì)的誤差修正范圍較小。迄今為止，沒(méi)有采用與寬幅干涉成像高度計(jì)同時(shí)、同視角、同路徑的水汽校正輻射計(jì)對(duì)大幅度范圍內(nèi)的濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種對(duì)大幅寬范圍內(nèi)濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正方法，使用與寬幅干涉成像高度計(jì)同時(shí)、同視角、同路徑的水汽校正輻射計(jì)，進(jìn)行大幅度范圍內(nèi)的濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正。

本發(fā)明提供一種對(duì)大幅寬范圍內(nèi)濕對(duì)流層延時(shí)誤差的校正方法，包含以下過(guò)程：

在寬幅干涉成像高度計(jì)上安裝微波輻射計(jì)，確保兩者所發(fā)信號(hào)同時(shí)、同視角、同路徑；