利用小波降噪的瑞利激光雷达平流层温度反演

介绍了瑞利-拉曼-米散射激光雷达的基本结构与瑞利散射温度反演原理,通过分析对比获得了适合瑞利散射信号的小波分解层数及阈值选取规则,并分别使用小波硬阈值法与软阈值法对信号进行处理,相比而言软阈值法具有更好的降噪效果。利用上述算法反演出南京上空平流层28~46km的温度廓线,将结果与MSISE-90大气模式及AIRS卫星数据进行比对,均表现较好的一致性,验证了小波降噪在瑞利激光雷达温度反演算法中的可靠性。在算法研究的基础上,反演了2009年12月19日19时20分至20时20分连续观测的数据,表明在短时间内平流层温度总体趋势稳定;并对2009年10月至12月的观测数据进行分析处理,得到南京上空平流层月平均温度廓线,表明南京上空的平流层温度在冬季变化不明显。     

平流层大气温度探测通道选择数值试验

通过等效通道选择原理分析，认为通过构建等效通道，可使其权重函数峰值高度高于目前美国ＤＯＡＡ气象卫星ＨＩＲＳ／２第一通道的峰值高度，通过大量的模拟计算试验，证实了这一原理实现的可能性，进一步利用１５μｍＣＯ２吸收带的７个温度探测通道的所选择的等效通道一起反２大气温度垂直分布，结果表明增加一个等效通道对温度廓线反演有一定改善，特别是对平流层（５０－２ｈＰａ）温度反演，平均每层精度提高的０．２７Ｋ。     

激光雷达探测平流层中上部大气密度和温度

用L625 355 nm和532 nm双通道瑞利(Rayleigh)散射激光雷达,分别观测合肥(31.9°N/117.17°E)地区30～43 km高度范围内的大气密度和温度分布.这些结果与NOAA/NMC和NASA/HALOE相邻地点的密度和温度表现了较好的一致性.一般情况下,在34～43 km高度范围内激光雷达获得的大气密度与NOAA/NMC和NASA/HALOE密度的偏差大约为10%,温度差别小于2 K,而34 km以下温度偏差稍大.     

用瑞利散射激光雷达探测平流层中上部温度

介绍了一台用于平流层中上部温度探测的双波长激光雷达 ,分析了数据处理方法及其过程。该激光雷达获得的结果与NOAA NMC及MSISE 90模式资料对比表明 ,在 30～ 40km高度范围内三者反映了较一致的温度分布特征。一般情况下 30～ 40km范围内它们的温度偏差小于 3K ;低层 30km以下很可能主要受气溶胶的影响 ,相对偏差小于 6K。     

平流层天星通信系统

平流层天星通信系统是指由稳定常驻在平流层的信息天星平台与地面控制设备、网关接口设备,以及多种无线用户终端构成的通信系统。平台的载体为气球。早先,由于无法解决气球在空中的位置保持问题及其他一些技术问题,因此未能实现借助气球进行通信这一构想。进入９０年代后,电晕离子推进器（ＣｏｒｏｎａＩｏｎＥｎｇｉｎｅ）的发明解决了气球位置调整的动力问题,ＧＰＳ技术的发展解决了气球在空中的定位问题,这些技术及另外一些相关技术的发展使得平流层天星通信在技术上已经成为现实。同时,个人通信的现实与潜在巨大市场,也极大的…     

一种利用卫星红外遥感资料反演晴空大气参数的物理统计方法

给出一种新的由卫星辐射观测反演大气温湿廓线的物理统计方法,并用该方法分别进行了理想试验和实际反演试验,再将反演结果和一维变分反演方法的结果进行比较.结果表明:在理想试验中物理统计方法反演的温度廓线在大部分高度好于一维变分法;水汽廓线在模式中层的反演结果比背景场略差,在其他高度有所改进,而一维变分方法则对水汽廓线的背景值修正较小.在实际反演试验中,物理统计反演法对温度廓线的反演效果不够理想,只在400hpa以上高度和近地面对背景场有所修正,然而对水汽廓线的反演效果较好.     

神经网络用于反演微波亮度温度分布

将神经网络用于反演目标的微波亮度温度分布,提出了视在温度的神经网络迭代反演法。该方法利用神经网络正向模型提供反演误差对输入的梯度信息,利用该梯度信息进行迭代得到最优反演结果。利用该方法对水面在35GHz频段的视在温度进行反演所得的结果显示,该方法优于Holms反演法及HFR反演法。从视在温度中剔除散射辐射温度得到目标的亮度温度。     

参数弱固定法反演地表温度

提出了弱固定敏感参数、控制信息流向目标参数的地表温度反演方法.从热红外辐射传输机理出发,以MODIS为数据源,构建辐射传输方程,同时反演包括地表温度、大气平均温度、中红外(3～5μm)、远红外(8-14.5 μm)6个波段的大气透过率和发射率共计14个参数.以MODTRAN模拟数据和重庆地区MODIS遥感影像为实验数据...     

利用卫星红外遥感资料反演大气温湿廓线的三维物理统计方法

对黄静等提出的基于奇异值分解技术(SVD)的由卫星辐射观测反演大气温湿廓线的物理统计方法作出改进,改进后的方法在三维空间实施SVD,使反演过程不仅考虑了大气温度和湿度垂直结构的统计特征,也能同时考虑其水平结构特征. 使用模式资料和实际资料对所提方法进行验证并将反演结果与原有的一维方法作了比较. 结果表明,新方法可以有效地降低观测误差的影响,反演结果明显好于原方法.     

基于MODIS数据的海表温度反演

海表温度（sea surface temperature , SST）对海洋科学的研究具有重要意义。通过卫星遥感反演是获得SST数据的方法之一。基于C#和IDL语言构建针对EOS/MODIS数据的海表温度反演软件,讨论软件的功能,同时给出具体的反演处理过程。最后以我国南海海域为例,将软件反演结果与实测数据对比。结果显示,反演结果与实测数据的线性相关系数约为0.91,标准误差约为0.7°C。反演结果以期对海洋开发探测提供参考。     

基于红外光谱的大气温湿度反演研究进展

大气温湿度廓线是大气热力状态分析、大气发展变化研究、天气过程预警和数值天气预报中关键的基本气象参数。基于红外光谱的 大气温湿度反演方法研究从上世纪60年代开始发展,根据观测位置不同分为地基红外反演方法和天基红外反演方法。总结了红外光谱反 演大气温湿度方法的基本类型,介绍了地基、天基红外探测的大气温湿度廓线反演方法的发展历程,对地基-天基红外探测联合反演大 气温湿度方法进行了分析。最后对基于红外光谱的大气温湿度廓线反演技术在气象中的应用和发展趋势进行了简要的论述。     

KNN不同距离度量对FY-4A/AGRI红外亮温反演降水的影响研究

静止卫星高时空分辨率对高影响灾害性天气的监测和预报有显著优势。开展了风云四号A星多通道扫描成像辐射计（Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI）红外光谱亮温反演台风降水研究。探讨了正则化反问题方法中K-最邻近（K-nearest neighbor,KNN）不同距离度量对降水反演精度影响。降水反演共分两步：一是降水视场点识别,主要基于训练字典样本利用KNN识别待反演亮温“降水”和“非降水”信号;二是降水视场点反演。即在判识视场点有降水基础上采用正则化反问题进行红外亮温反演降水。KNN距离度量分别采用欧氏、标准化欧氏、马氏和布洛克距离。以台风“安比（2018）”为例开展降水反演试验。结果表明,反演结果与GPM相似度较高,且不同距离度量在反演“极端降水”各有优势。     

利用超光谱红外卫星数据反演大气廓线研究

建立新的物理反演法能同时反演大气温度廓线、水汽廓线、表层温度和地表发射率,该反演算法应用到我国黄海地区AIRS红外卫星资料中,可反演得到较高垂直分辨率的大气温度廓线和水汽廓+线,同时反演得到的表层温度和地表发射率、根据水汽廓线计算大气可降水量。     

干涉式大气垂直探测仪光学基板的轻量化设计

采取在光学基板背面挖减轻孔的方法来实现对干涉式大气垂直探测仪的光学基板进行了轻量化设计.通过有限元分析的方法首先确定最合理的减轻孔个数,然后采用有限元参数优化的方法对减轻孔的长、宽两个设计参数进行了优化,从而获得光学基板的最佳设计方案.轻量化后光学基板的质量减少到了原来的25%,因此光学基板的轻量化设计为今后航天仪器光学基板结构的设计提供了理论依据.     

红外辐射测量的大气修正

大气中目标辐射特性的测量必然受到大气的影响,为了得到目标本征的辐射特性,必须对大气进行修正.介绍了红外目标辐射测量中的大气透过率修正原理和必要性,给出了几种获得外场大气透过率的方法,并对其大气修正精度进行了讨论.     

红外大气垂直探测通道优选方法的发展

总结了红外大气探测技术从滤光片式、光栅式到干涉式,从多光谱到高光谱的发展历程,阐述了探测通道优选的必要性。就国内外学者在大气垂直探测通道优选方面所做的工作进行了系统分析,包括基于信息熵的方法、基于权函数矩阵的方法和基于误差矢量的方法。从数学模型和物理含义角度分析了各方法的原理、特点及发挥的作用,比较了各方法的差异和优缺点。该研究可为红外大气垂直探测通道优选方法的合理选用提供支持,同时为红外大气垂直探测通道优选方法的进一步发展奠定基础。随着我国FY-4A静止气象卫星及FY-3D极轨气象卫星的发射,本文结果将为我国风云（FY）卫星红外高光谱大气垂直探测数据应用以及仪器的设计和发展提供支持,同时也为充分发挥我国风云（FY）气象卫星红外高光谱大气垂直探测技术的应用效益添砖加瓦。     

干涉式大气垂直探测仪支撑面弹簧缝形的优化设计

通过对面弹簧进行有限元分析计算,得到螺旋线缝形面弹簧各参数r0、a、θ1、b在轴向拉伸不同位置时,对其轴向刚度Kx、径向刚度Ky、刚度比i(i=Ky/Kx)的影响规律,从中可以选取一组合理的参数值,使面弹簧轴向刚度Kx小、而使径向刚度Ky大、刚度比i大、环境适应性最强的面弹簧.有限元分析方法为设计满足要求的面弹簧,提供了理论基础.     

Retrieval of Ocean Surface And Atmospheric Parameters from Multichannel Microwave Radiometric Measurements

This paper discusses the retrieval from Scanning Multichannel Microwave Radiometer (SMMR) data of ocean surface temperature, surface wind speed, rain rate, cloud height, and the amount of water vapor and nonprecipitating liquid water over the ocean. The sensitivity of the algorithms that retrieve the wind speed and seasurface temperature in the absence of rain to the (undetected) presence of rain, and the accuracy of a more general method that retrieves rain rate along with other meteorological parameters are discussed. These investigations are based on models of the microwave emission from the Earth's atmosphere over the ocean in the presence of rain. The modeling technique and the retrieval methods are also discussed.     

大气气溶胶光学特性激光雷达探测

本文叙述了大气气溶胶探测激光雷达方程解和数据处理方法，给出了我们自行研制的L625和L300两台激光雷达系统的结构和主要技术参数，对平流层和对流层大气气溶胶光学特性的激光雷达探测结果进行了分析和讨论。     

大气CO2反演方法影响因子分析

如果卫星遥感反演大气 精度要求达到1%,则可以通过全球连续高精度观测弥补地面观测的不足。在实际反演中,反演精度不仅受到卷云和气溶胶的影响,还受到其它诸多因素（地表温度,地表压力,地表反照率,大气湿度等）的影响。讨论分析了这些因子的影响：在以 US1976 美国标准大气为背景,观测高度是100 km条件下,运用最优非线性反演算法,使用逐线积分辐射传输模型LBLRTM模拟计算,模拟分析出地表温度、地表压力、地表反射率、大气湿度各增加1%和减小1%的情况下,对 反演结果的影响,以及各典型气溶胶对反演结果的影响。结果显示：海洋型,沙漠型,城市型,乡村型四种典型气溶胶对 反演结果的影响都比较大,影响最大的为海洋型气溶胶,能见度为5 km,影响百分比相对于 初始值(380 ppm)降低了27.18%,影响最小的为乡村型气溶胶,能见度为23 km,影响百分比相对于 初始值(380 ppm)减小了7.78%;地表反射率,地表温度,地表压力对 反演结果也有很大的影响,而大气湿度对反演结果的影响很小,基本可忽略不计。