[发明专利]一种基于非吸收光谱校正红外掩星传感器低层切高的方法

权利要求书

1.一种基于非吸收光谱校正红外掩星传感器低层切高的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过GF-AIUS探测的一级光谱数据，所述一级光谱数据包括多个一级切高和多个切高上的探测光谱数据；

步骤二：对所述探测光谱数据进行分析，去除低层与高层中的异常光谱信息，确定要校正的低层切高范围；

所述步骤二中，对所述探测光谱进行分析，具体步骤是：

1）选取有效光谱区域，波数范围为750-4100cm^-1,利用matlab软件画出所有波段，在不同切高上的光谱值；

2）若某切高上的光谱数据与正常的光谱数据值的范围变化趋势与变化范围具有较大的差异，则切高层的光谱数据是异常光谱信息；

步骤三：通过HITRAN光谱吸收库，分析GF-AIUS有效观测谱段内的非吸收谱段的位置；

步骤四：求取低层切高光谱值与探测到的太阳光谱的比例因子；

所述步骤四中，求取比例因子的具体步骤为：

1）在探测谱段内，提取存在完全无吸收的波段，提取该波段在相应的切高范围内的光谱数据，并做高通滤波，去除由于仪器及其它干扰带来的噪声；

2）对经过高通滤波后的低层切高的非吸收波段的光谱数据和该吸收波段内的太阳光谱分别进行求和，得到D 和S ；

3）比例因子

步骤五：根据比例因子r，修正低层切高上的光谱，并把光谱转换为透过率；低层切高上的光谱，并把光谱转换为透过率；

进一步地：所述步骤五中，低层切高上的光谱修正公式为：

D'(h, λ)＝D(h, λ)/r

其中，D(h, λ)指的是在切高h，波长λ 处的光谱信息；D'(h,λ)为修正后的全波段750-4100 cm^-1的光谱信息；

光谱转换为透过率公式是：

其中，τ(h，λ)指的是在切高h，波长λ处的透过率；B是传感器指向深空时观测光谱；S是传感器在外太空的观测光谱；

步骤六：利用辐射传输模型，根据日期、经纬度，模拟N₂吸收谱段在不同切高上的透过率，得到模拟的透过率查找表，根据模拟透过率与实测透过率的最小均方根误差，对低层切高进行校正。

2.根据权利要求1所述的基于非吸收光谱校正红外掩星传感器低层切高的方法，其特征在于，所述步骤六中，对查找表校正具体包括以下步骤：

1）通过计算不同切高上实际的光谱透过率与模拟光谱透过率的最小方差，确定查找表校正的最小半径范围，即一级切高校正时的波动范围；

2）针对低层切高，利用N2吸收线所在的光谱范围，在最小半径范围内，计算此光谱范围内的光谱透过率与模拟的光谱透过率的最小方差，获取校正后的低层的最佳切高值。

3.根据权利要求2所述的基于非吸收光谱校正红外掩星传感器低层切高的方法，其特征在于，通过利用最小方差确定切高序列进行校正的最小半径范围。

4.一种基于非吸收光谱校正红外掩星传感器低层切高的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过GF-AIUS获得一级数据，所述一级数据包括多个一级切高和多个切高上的探测光谱数据，并剔除无效切高上的光谱；

S2、对步骤S1中所述多个切高上得探测光谱进行分析，筛选出非吸收光谱段，在低层切高上，探测光谱值偏低，且随着切高的增加，光谱值也相应的增加，达到一定高度时，光谱值不受切高的影响，保持基本不变，且与观测到太阳谱相同；

S3、将步骤S2中筛选出的非吸收光谱段，对在不同切高上的光谱与相应的太阳光谱进行高通滤波，去除噪声影响，然后用滤波的太阳光谱除滤波后的低层观测光谱，得到低层切高的比例因子；根据比例因子，修正低层切高上的整个光谱段的观测光谱，并把观测光谱转换为透过率；选择包含N2吸收光谱的光谱段，以100 m为间隔，模拟10-40km切高上的模拟透过率，得到模拟透过率查找表；

S4、通过计算不同切高上实际的光谱透过率与模拟光谱透过率的最小方差，确定查找表校正的最小半径范围，即一级切高校正时的波动范围；

S5、针对低层切高，利用N2吸收线所在的光谱范围，在最小半径范围内，计算此光谱范围内的光谱透过率与模拟的光谱透过率的最小方差，获取校正后的低层的最佳切高值。