[發(fā)明專利]一種雙波長粒子譜反演方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110936121.7
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113673139A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張帥;施奇兵;況志強(qiáng);葉叢雷;王耀東
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥中科光博量子科技有限公司
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06N3/00;G01S17/95;G01S7/48;G06F111/10
• 代理公司: 合肥律眾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34147
• 代理人: 殷娟

1.一種雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、讀取雙波長激光雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)，對波長數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，檢驗波長數(shù)據(jù)是否有效；

S2、若波長數(shù)據(jù)無效，則舍棄無效波長數(shù)據(jù)，并返回S1，否則對波長數(shù)據(jù)進(jìn)行消光系數(shù)反演；

S3、計算消光系數(shù)比值，并在數(shù)據(jù)庫中查找對應(yīng)波長內(nèi)消光系數(shù)比值的氣溶膠有效直徑；

S4、若波長內(nèi)消光系數(shù)比值在數(shù)據(jù)庫中不可查，則舍棄并返回S1，否則輸出對應(yīng)的氣溶膠有效直徑；

S5、通過氣溶膠模型進(jìn)行修正，修正后輸出粒子譜，完成反演。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：S1中所述對波長數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括：

將截取原始數(shù)據(jù)中最后一段數(shù)據(jù)的平均值作為背景值，利用數(shù)據(jù)序列減去背景值對波長數(shù)據(jù)進(jìn)行扣除背景；

通過手動修正原始數(shù)據(jù)中近地面段數(shù)據(jù)，對波長數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何因子修正。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：S2中所述對波長數(shù)據(jù)進(jìn)行消光系數(shù)反演，包括：

求解米散射激光雷達(dá)方程，通過假設(shè)激光雷達(dá)比，用Fernald方法計算得到消光系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：所述米散射激光雷達(dá)方程如下：

式中，P(r)為激光雷達(dá)接收的高度r處的大氣后向散射回波功率，P_t為激光雷達(dá)發(fā)射的激光功率，k為激光雷達(dá)系統(tǒng)常數(shù)，β_m(r)為空氣分子的后向散射系數(shù)，β_a(r)為大氣氣溶膠的后向散射系數(shù)，α_m(r’)為空氣分子的消光系數(shù)，α_a(r’)為大氣氣溶膠的消光系數(shù)；

大氣氣溶膠消光系數(shù)通過下式計算得到：

式中，S_a是大氣氣溶膠的消光后向散射比，或稱激光雷達(dá)比，S_m是空氣分子的消光后向散射比。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：S3中所述計算消光系數(shù)比值，包括：

對計算出兩個波長對應(yīng)的消光系數(shù)相除，得到一組比值序列。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)庫中消光系數(shù)比值與氣溶膠有效直徑之間的對應(yīng)關(guān)系通過模擬計算得到。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙波長粒子譜反演方法，其特征在于：所述氣溶膠模型為通過歷史探測數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出的不同天氣、不同氣溶膠類型下粒子有效直徑的真值范圍。