[发明专利]一种基于导航卫星掩星资料同化的SPSA气象参数解算方法

权利要求书

1.一种基于导航卫星掩星资料同化的SPSA气象参数解算方法，其特征是按如下步骤进 行：

步骤1、建立如式(1)所示的掩星资料同化的代价函数J(x)：

J(x)=12(x-xb)TB-1(x-xb)+12(yo-H(x))TR-1(yo-H(x))---(1)]]>

式(1)中，x为大气状态向量，即为待求解的参数；并有：x＝(T,p,q)^T，T表示大气温度， p表示大气压强，q表示大气比湿；x^b表示背景场的状态向量，并有x^b＝(T^b,p^b,q^b)^T；T^b表 示背景场的大气温度，p^b表示背景场的大气压强，q^b表示背景场的大气比湿；B为背景场的 误差协方差矩阵；y^o是观测场掩星资料；H(x)是观测算子；R是观测场的误差协方差矩阵；

步骤2、定义迭代次数为k，并初始化k＝1；定义阈值为J_min；令x_k＝x^b；

步骤3、利用式(1)获得在x＝x_k处的第k次迭代的代价函数J_k(x)，并判断k≥2且 |J_k(x)-J_k-1(x)|≤J_min是否成立，若成立，则停止迭代，获得第k次迭代大气状态向量x_k；否 则，执行步骤4；

步骤4、利用式(2)求解式(1)在x＝x_k处的近似导数J_k'：

Jk′=Jk+-Jk-2·ck×Δk---(2)]]>

并有：

J_k⁺＝J_k(x+c_k.·Δ_k)(3)

J_k^-＝J_k(x-c_k.·Δ_k)(4)

式(2)-式(4)中，c_k表示第k次迭代的扰动参数向量，并有：

ck=c(k+1)γ---(5)]]>

式(5)中，c表示初始扰动参数向量；γ表示非负系数；

式(2)-式(4)中，Δ_k表示第k次迭代的m维随机扰动向量，并由MonteCarlo方法产生，并 有：

Δ_k＝|Δ_k1,…,Δ_km|^T(6)

步骤5、利用式(7)获得第k+1次迭代的大气状态向量x_k+1：

x_k+1＝x_k+a_k.·J'(7)

式(7)中，a_k表示第k次的迭代步长向量；并有：

ak=a(k+1+A)α---(8)]]>

式(8)中，a表示初始步长向量；A和α表示非负系数；

步骤6、将k+1赋值给k；并返回步骤3顺序执行。