[发明专利]一种掩星探测仪大气成分反演方法

权利要求书

1.一种掩星探测仪大气成分反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算反演算法的初值场，所述初值场包括目标大气成分先验廓线及协方差矩阵；

基于正向辐射传输模型ARTS构建掩星探测仪掩星探测正向模式，并在所述正向模式中选择透过率辐射传输形式；其中，所述基于正向辐射传输模型ARTS构建掩星探测仪掩星探测正向模式包括：选择计算透过率正向模式；整理计算掩星探测仪参数；建立掩星探测辐射传输模型；加入掩星探测仪参数；所述掩星探测仪参数包括：波段范围、线性函数和仪器视场角(FOV)响应函数；

根据目标大气成分吸收谱分布分析情况，选取目标大气成分的反演波段；

将卫星观测的地理与几何信息输入正向辐射传输模型ARTS，得到透过率的模拟值和目标大气成分的权重函数，结合所述透过率的模拟值、目标大气成分的权重函数、以及目标大气成分先验廓线及协方差矩阵，基于最优估计算法得到目标大气成分廓线，通过加入向量形式的平滑因子对不同切高的迭代计算进行分层约束；其中，通过加入向量形式的平滑因子对不同切高的迭代计算进行分层约束包括：模拟掩星探测数据；计算掩星探测仪观测误差协方差矩阵；通过迭代计算，以及加入平滑因子，得到在不同切高下的目标大气成分廓线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算反演算法的初值场步骤，具体包括：

下载并筛选MLS L2数据产品；

构建大气背景库；

计算目标成分先验廓线及协方差矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取目标大气成分的反演波段步骤，具体包括：

大气成分吸收谱分布分析；

基于信息熵迭代方法进行通道选择。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通道选择步骤，具体包括：

计算权重函数：利用红外掩星探测正向模型SCIATRAN计算目标成分及干扰成分在目标成分初始通道范围内的权重函数；

权重排序：将所述目标成分和干扰成分的权重排序；

选择生长基点：逐压力层分别选出每个压力层上对目标成分敏感的通道，并将此作为生长基点；

通道生长形成窗口；

最终生成通道的干扰气体检测：对最终生成的微窗通道进行干扰成分检测，从中选出最终的目标成分反演微窗。