主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括以下步驟：通過(guò)微波輻射計(jì)探測(cè)獲取大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)云雷達(dá)探測(cè)獲取云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，通過(guò)地面氣象要素傳感器探測(cè)獲取探測(cè)區(qū)的地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理器建立三層前饋的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行處理訓(xùn)練，得到參數(shù)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；數(shù)據(jù)處理器將探測(cè)得到的大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)作為輸入層輸入該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理輸出得到大氣溫度及濕度廓線。本發(fā)明主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)有效地減小了有云天氣處理大氣溫濕度廓線的誤差，提高了大氣廓線的準(zhǔn)確度及有效性。
【專利說(shuō)明】主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大氣廓線測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大氣云物理參數(shù)檢測(cè)中，一般是利用微波輻射計(jì)連續(xù)探測(cè)大氣溫度、濕度廓線，在天氣晴朗無(wú)云的情況時(shí)，該方法的探測(cè)準(zhǔn)確度良好，然而在有云層覆蓋時(shí)，由于受云層的影響，微波吸收系數(shù)分布存在不確定性，因此，該方法探測(cè)得到的大氣溫度濕度誤差加大，甚至失效。
[0003]地球大氣微波福射傳輸方程可寫(xiě)為:
【權(quán)利要求】
1.一種主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S1:所述數(shù)據(jù)處理器建立三層前饋的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、隱層及輸出層，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)歷史大氣數(shù)據(jù)對(duì)所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行處理訓(xùn)練，得到參數(shù)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型； 步驟S2:將微波輻射計(jì)及云雷達(dá)的天線均指向探測(cè)區(qū)的天空，通過(guò)微波輻射計(jì)探測(cè)獲取大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)云雷達(dá)探測(cè)獲取云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，通過(guò)地面氣象要素傳感器探測(cè)獲取探測(cè)區(qū)的地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)； 步驟S3:將探測(cè)得到的大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)處理器； 步驟S4:所述數(shù)據(jù)處理器將探測(cè)得到的大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)作為輸入層輸入該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理輸出得到大氣溫度及濕度廓線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，所述云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括云底高度、云頂高度、云水含量、云水冰過(guò)渡層高度及云滴譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，所述歷史大氣數(shù)據(jù)包括歷史大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、歷史云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及歷史地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括: 步驟Sll:所述數(shù)據(jù)處理器建立三層前饋的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、隱層及輸出層； 步驟S12:將歷史大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、歷史云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及歷史地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)作為輸入層輸入該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以及將歷史大氣廓線輸入至該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的隱層，該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出層輸出大氣溫度及濕度廓線； 步驟S13:判斷輸出的大氣溫度及濕度廓線與對(duì)應(yīng)歷史大氣廓線的差值是否小于預(yù)期閾值，若否，則進(jìn)行步驟S14 ;若是，則輸出得到參數(shù)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型； 步驟S14:調(diào)整該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型連接權(quán)值和節(jié)點(diǎn)閾值，重復(fù)步驟S12、S13，直至輸出的大氣溫度及濕度廓線與對(duì)應(yīng)歷史大氣廓線的差值小于預(yù)期閾值。
5.一種主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理系統(tǒng)，其特征在于，包括:設(shè)于探測(cè)區(qū)內(nèi)的微波輻射計(jì)、云雷達(dá)、地面氣象要素傳感器及連接于所述微波輻射計(jì)、云雷達(dá)、地面氣象要素傳感器的數(shù)據(jù)處理器，所述微波輻射計(jì)、云雷達(dá)天線均指向探測(cè)區(qū)的天空，所述微波輻射計(jì)用于探測(cè)獲取大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)，所述云雷達(dá)用于探測(cè)獲取云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述地面氣象要素傳感器用于探測(cè)獲取探測(cè)區(qū)的地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理器用于建立三層前饋的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、隱層及輸出層，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)歷史大氣數(shù)據(jù)對(duì)所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行處理訓(xùn)練，得到參數(shù)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型； 所述數(shù)據(jù)處理器還用于將探測(cè)得到的大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及地面氣溫、濕度及氣壓數(shù)據(jù)作為輸入層輸入該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理輸出得到大氣溫度及濕度廓線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理系統(tǒng)，其特征在于，所述云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括云底高度、云頂高度、云水含量、云水冰過(guò)渡層高度及云滴譜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主被動(dòng)遙感相結(jié)合的大氣溫濕度廓線處理系統(tǒng)，其特征在于，所述歷史大氣數(shù)據(jù)包括歷史大氣微波輻射亮溫?cái)?shù)據(jù)、歷史云垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及歷史地面氣溫、濕度及 氣壓數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01W1/02GK104007486SQ201410246309
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】馬舒慶, 曹云昌, 楊榮康, 車云飛 申請(qǐng)人:中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心