[發(fā)明專利]大氣熱力結構的反演方法、裝置、設備以及存儲介質

有效

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• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112285130B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 胡皓;翁富忠;楊俊
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;G01W1/10
• 代理公司: 北京元合聯(lián)合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11653
• 代理人: 李非非

1.一種大氣熱力結構的反演方法，該反演方法包括：

確定觀測算子；

根據(jù)天氣條件和觀測時間構建大氣熱力結構的背景場，根據(jù)天氣條件、下墊面特征以及觀測時間構建大氣熱力結構的背景場協(xié)方差矩陣以及觀測算子誤差矩陣；

獲取微波探測儀的待反演觀測數(shù)據(jù)，并對與待反演觀測數(shù)據(jù)相對應的天氣條件、下墊面特征以及觀測時間進行識別；

根據(jù)識別結果選擇相應的背景場、背景場協(xié)方差矩陣以及觀測算子誤差矩陣；

將所述觀測算子、所述待反演觀測數(shù)據(jù)、以及根據(jù)識別結果選擇的所述背景場、所述背景場協(xié)方差矩陣和觀測算子誤差矩陣代入變分代價函數(shù)，通過迭代的方式反演得到大氣熱力結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的反演方法，其中，根據(jù)天氣條件和觀測時間構建大氣熱力結構的背景場的步驟包括：

獲取第一歷史時長內每一氣象格點的大氣熱力結構；

針對每一所述氣象格點，根據(jù)觀測時間和天氣條件獲取相應的所述大氣熱力結構后求平均，并將求平均后得到的結果作為所述氣象格點在所述觀測時間和所述天氣條件下的大氣熱力結構的背景場。

3.根據(jù)權利要求2所述的反演方法，其中，根據(jù)天氣條件、下墊面特征以及觀測時間構建大氣熱力結構的背景場協(xié)方差矩陣的步驟包括：

根據(jù)觀測時間、下墊面特征以及天氣條件選擇相應的背景場，并根據(jù)選擇的所述背景場計算得到所述觀測時間、所述下墊面特征以及所述天氣條件下的大氣熱力結構的背景場協(xié)方差矩陣。

4.根據(jù)權利要求1所述的反演方法，其中，根據(jù)天氣條件、下墊面特征以及觀測時間構建觀測算子誤差矩陣的步驟包括：

獲取所述微波探測儀各探測通道的歷史觀測數(shù)據(jù)、以及與各探測通歷史觀測數(shù)據(jù)相對應的模擬觀測數(shù)據(jù)；

根據(jù)觀測時間、下墊面特征以及天氣條件選擇所述微波探測儀各探測通道相應的歷史觀測數(shù)據(jù)和模擬觀測數(shù)據(jù)，并根據(jù)選擇的所述歷史觀測數(shù)據(jù)和所述模擬觀測數(shù)據(jù)計算得到所述觀測時間、所述下墊面特征以及所述天氣條件下的觀測算子誤差矩陣。

5.根據(jù)權利要求1所述的反演方法，其中，獲取微波探測儀的待反演觀測數(shù)據(jù)的步驟包括：

若微波探測儀的低頻探測通道和高頻探測通道分布在同一儀器上，則直接獲取該儀器的待反演觀測象元的觀測數(shù)據(jù)作為所述微波探測儀的待反演觀測數(shù)據(jù)；

若微波探測儀的低頻探測通道和高頻探測通道分布在兩個儀器上，則對所述兩個儀器的待反演觀測象元進行匹配，匹配成功后獲取所述兩個儀器匹配的待反演觀測象元的觀測數(shù)據(jù)共同作為所述微波探測儀的待反演觀測數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權利要求5所述的反演方法，其中，對所述兩個儀器的待反演觀測象元進行匹配的步驟包括：

計算所述兩個儀器的待反演觀測象元中心點之間的距離、以及計算該兩個儀器待反演觀測象元的觀測時間差，若所述距離小于預設距離閾值且觀測時間差小于預設時間差閾值，則判斷所述兩個儀器的待反演觀測象元匹配。

7.根據(jù)權利要求1所述的反演方法，其中，對與待反演觀測數(shù)據(jù)相對應的下墊面特征進行識別的步驟包括：

根據(jù)所述待反演觀測數(shù)據(jù)判斷所述待反演觀測數(shù)據(jù)所對應的區(qū)域類型；

從所述微波探測儀的探測通道中選擇權重函數(shù)接近地面、探測頻率接近且極化方向相反的兩個探測通道；

根據(jù)所述兩個探測通道觀測數(shù)據(jù)的差值以及所述區(qū)域類型識別所述待反演觀測數(shù)據(jù)所對應的下墊面特征。