[发明专利]一种基于红外掩星传感器校正切高值的方法

说明书

本发明涉及一种红外掩星传感器切高校正方法。包括：通过红外掩星传感器获取一级数据，所述一级数据包括多个切高和大气成份；对所述一级数据进行波数处理，去除所述多个切高中的异常切高值；以及在波数范围内对所述大气成份中的多种气体进行敏感性分析；通过所述敏感性分析，在所述波数范围基础上排除所述大气成份中对波数有影响的气体后，采用对数梯度三角法对所述一级数据中的切高进行校正。本申请提供的快速切高校正方法更简便、快速、准确的基于掩星传感器特征的切高校正。

技术领域

本发明涉及切高校正领域，尤其是一种基于红外掩星传感器校正切高值的方法。

背景技术

在卫星掩星观测模式中切高的准确性起着至关重要的作用。切高(TangentHeight)是一系列光路与大气各层切线的海拔高度。在反演大气中气体成分的过程中，切高的高度影响着反演的精确程度。由于红外掩星观测一级切高并不准确，因此在后续反演之前需要对其进行校正。目前红外掩星传感器如ACE-FTS等进行切高的方法需要如CO₂先验知识等信息，而且反演速率较慢。一级产品切高的误差来源主要有仪器系统误差，大气折射影响和随机误差三部分。由于大气折射时偏角与大气密度有关，同时随着高度的降低大气密度增加，在对流层顶处会存在较大梯度的切变。因此本申请利用以上性质，主要针对切高校正建立了一种新的快速切高校正方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的一级切高不准确的不足，提供了提供一种更简便、快速、准确的基于掩星传感器特征的切高校正方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于红外掩星传感器校正切高值的方法，包括以下步骤：通过红外掩星传感器获取初始数据，对所述初始数据进行处理得到一级数据，所述一级数据包括多个一级切高和大气成份；对所述一级数据进行波数处理，去除所述多个一级切高中的异常切高值；以及在波数范围内对所述大气成份中的多种气体进行敏感性分析；通过所述敏感性分析，在所述波数范围基础上排除所述大气成份中对波数有影响的气体后，选取得到用于订正的波数微窗，采用对数梯度三角法对所述一级数据中的一级切高进行校正。

优选的，所述对数梯度三角法步骤包括：搜索三角网端点，所述三角网右端点为切高拟合线二阶差分的最值点，所述三角网的左端点为第一个切高端点，所述三角网中间点为切高序列中有相对变化第二大点；通过所述三角网左端点、右端点和中间点构建初始直角三角形，所述初始直角三角形的直角点为所述三角网中间点，所述直角点向内采用对数梯度进行收缩，获得多个三角网中间点，将多个三角网中间点、所述三角网左端点和所述右端点通过三次多项式拟合获得多个切高序列；通过计算所述多个切高序列的模拟光谱与实际光谱的最小方差得到校正后的二级切高值。

优选的，通过对所述多个一级切高采用二阶差分的方法求得拐点和滑动点，通过所述拐点和所述滑动点将一级切高分成上下两层，所述上层切高为高层切高，下层切高为低层切高。

优选的，第一个切高端点的理论范围是0～20千米，通过密迭代切高步长法对第一个切高的误差进行校正，通过对数梯度确定所述第一个切高端点。

优选的，通过密迭代切高步长法对所述第一个切高端点的误差进行校正，通过对数梯度确定所述第一个切高端点的步骤包括：第一个切高端点的范围取值在0～10千米和10～20千米时采用滑动正切函数构建迭代步长序列，使得第一个切高端点的中间高度求解步长相对小于远端，并采用高斯权重卷积方法确定第一切高值，从而确定所述第一个切高端点。

优选的，在进行业务化切高校正前通过小步长多次迭代去除高层处系统的切高误差。

本申请提供的快速切高校正方法更简便、快速、准确的基于掩星传感器特征的切高校正。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于红外掩星传感器校正切高值的方法示意图；

图2为本发明实施例提供的氮气吸收谱线敏感性分析示意图；