[發明專利]三維水汽反演方法、裝置、設備和計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201811645301.4
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109543353B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 鄂盛龍;田翔;吳昊;羅穎婷;許海林
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T7/80
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

1.一種三維水汽反演方法，其特征在于，包括：

根據大氣壓強、大氣溫度、大氣分層的各層頂部高度和大氣分層的各層大氣折射率，標定對流層干延遲；

構建大氣加權平均溫度模型，標定濕度轉換因子；

獲取對流層水汽密度空間變化的高斯指數擬合模型，將所述高斯指數擬合模型的模型變化傾斜率為0時的高度標定為水汽層層頂；

獲取對流層路徑延遲，根據所述對流層路徑延遲和所述對流層干延遲，計算對流層濕延遲；

根據所述對流層濕延遲和所述濕度轉換因子，得到大氣可降水量；

根據層析的方法對所述大氣可降水量進行反演，估算水汽的空間分布。

2.根據權利要求1所述的三維水汽反演方法，其特征在于，所述對流層干延遲為：

其中，為大氣分層中的第i+1層大氣折射率，為大氣分層中的第i層大氣折射率，h_i+1為大氣分層中第i+1層頂部高度，h_i為大氣分層中第i層頂部高度。

3.根據權利要求1所述的三維水汽反演方法，其特征在于，所述大氣加權平均溫度模型為：

其中，T_s為地表處的大氣溫度。

4.根據權利要求1所述的三維水汽反演方法，其特征在于，所述濕度轉換因子為：

其中，ρ_v為水的密度，且ρ_v＝10³kg/m³；k₁、k₂、k₃均為常數，m_d和m_w分別為干和濕大氣的摩爾質量，R為普適氣體常數，T_m為大氣加權平均溫度。

5.根據權利要求1所述的大氣三維水汽反演方法，其特征在于，所述高斯指數擬合模型為：

所述模型變化斜率為：

其中，PWV_h為高度h對應的水汽密度，PWV₀為地表處的水汽密度，h₀為地表高度，H為大氣層等效高度。

6.根據權利要求4所述的三維水汽反演方法，其特征在于，所述大氣可降水量為：

PWV＝Π·ZWD；

其中，ZWD為對流層濕延遲，Π為濕度轉換因子。

7.一種三維水汽反演裝置，其特征在于，包括：

ZHD標定單元，用于根據大氣壓強、大氣溫度、大氣分層的各層頂部高度和大氣分層的各層大氣折射率，標定對流層干延遲；

轉換因子標定單元，用于構建大氣加權平均溫度模型，標定濕度轉換因子；

層頂標定單元，用于獲取對流層水汽密度空間變化的高斯指數擬合模型，將所述高斯指數擬合模型的模型變化傾斜率為0時的高度標定為水汽層層頂；

ZWD計算單元，用于獲取對流層路徑延遲，根據所述對流層路徑延遲和所述對流層干延遲，計算對流層濕延遲；

PWV計算單元，用于根據所述對流層濕延遲和所述濕度轉換因子，得到大氣可降水量；

反演單元，用于根據層析的方法對所述大氣可降水量進行反演，估算水汽的空間分布。

8.一種三維水汽反演設備，其特征在于，所述設備包括處理器以及存儲器：

所述存儲器用于存儲程序代碼，并將所述程序代碼傳輸給所述處理器；

所述處理器用于根據所述程序代碼中的指令執行權利要求1-6任一項所述的三維水汽反演方法。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質用于存儲程序代碼，所述程序代碼用于執行權利要求1-6任一項所述的三維水汽反演方法。

10.一種包括指令的計算機程序產品，其特征在于，當其在計算機上運行時，使得所述計算機執行權利要求1-6任一項所述的三維水汽反演方法。