主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括以下步驟：通過微波輻射計探測獲取大氣微波輻射亮溫數據，通過云雷達探測獲取云垂直結構數據，通過地面氣象要素傳感器探測獲取探測區(qū)的地面氣溫、濕度及氣壓數據；數據處理器建立三層前饋的BP神經網絡模型進行處理訓練，得到參數優(yōu)化的BP神經網絡模型；數據處理器將探測得到的大氣微波輻射亮溫數據、云垂直結構數據及地面氣溫、濕度及氣壓數據作為輸入層輸入該BP神經網絡模型，通過BP神經網絡處理輸出得到大氣溫度及濕度廓線。本發(fā)明主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)有效地減小了有云天氣處理大氣溫濕度廓線的誤差，提高了大氣廓線的準確度及有效性。
【專利說明】主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及大氣廓線測量【技術領域】，特別涉及一種主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在大氣云物理參數檢測中，一般是利用微波輻射計連續(xù)探測大氣溫度、濕度廓線，在天氣晴朗無云的情況時，該方法的探測準確度良好，然而在有云層覆蓋時，由于受云層的影響，微波吸收系數分布存在不確定性，因此，該方法探測得到的大氣溫度濕度誤差加大，甚至失效。
[0003]地球大氣微波福射傳輸方程可寫為:
【權利要求】
1.一種主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S1:所述數據處理器建立三層前饋的BP神經網絡模型，所述BP神經網絡模型包括輸入層、隱層及輸出層，所述數據處理器根據歷史大氣數據對所述BP神經網絡模型進行處理訓練，得到參數優(yōu)化的BP神經網絡模型； 步驟S2:將微波輻射計及云雷達的天線均指向探測區(qū)的天空，通過微波輻射計探測獲取大氣微波輻射亮溫數據，通過云雷達探測獲取云垂直結構數據，通過地面氣象要素傳感器探測獲取探測區(qū)的地面氣溫、濕度及氣壓數據； 步驟S3:將探測得到的大氣微波輻射亮溫數據、云垂直結構數據及地面氣溫、濕度及氣壓數據輸出至數據處理器； 步驟S4:所述數據處理器將探測得到的大氣微波輻射亮溫數據、云垂直結構數據及地面氣溫、濕度及氣壓數據作為輸入層輸入該BP神經網絡模型，通過BP神經網絡處理輸出得到大氣溫度及濕度廓線。
2.根據權利要求1所述的主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，所述云垂直結構數據包括云底高度、云頂高度、云水含量、云水冰過渡層高度及云滴譜。
3.根據權利要求1所述的主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，所述歷史大氣數據包括歷史大氣微波輻射亮溫數據、歷史云垂直結構數據及歷史地面氣溫、濕度及氣壓數據。
4.根據權利要求1-3任一項所述的主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括: 步驟Sll:所述數據處理器建立三層前饋的BP神經網絡模型，所述BP神經網絡模型包括輸入層、隱層及輸出層； 步驟S12:將歷史大氣微波輻射亮溫數據、歷史云垂直結構數據及歷史地面氣溫、濕度及氣壓數據作為輸入層輸入該BP神經網絡模型，以及將歷史大氣廓線輸入至該BP神經網絡模型的隱層，該BP神經網絡模型的輸出層輸出大氣溫度及濕度廓線； 步驟S13:判斷輸出的大氣溫度及濕度廓線與對應歷史大氣廓線的差值是否小于預期閾值，若否，則進行步驟S14 ;若是，則輸出得到參數優(yōu)化的BP神經網絡模型； 步驟S14:調整該BP神經網絡模型連接權值和節(jié)點閾值，重復步驟S12、S13，直至輸出的大氣溫度及濕度廓線與對應歷史大氣廓線的差值小于預期閾值。
5.一種主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理系統(tǒng)，其特征在于，包括:設于探測區(qū)內的微波輻射計、云雷達、地面氣象要素傳感器及連接于所述微波輻射計、云雷達、地面氣象要素傳感器的數據處理器，所述微波輻射計、云雷達天線均指向探測區(qū)的天空，所述微波輻射計用于探測獲取大氣微波輻射亮溫數據，所述云雷達用于探測獲取云垂直結構數據，所述地面氣象要素傳感器用于探測獲取探測區(qū)的地面氣溫、濕度及氣壓數據；所述數據處理器用于建立三層前饋的BP神經網絡模型，所述BP神經網絡模型包括輸入層、隱層及輸出層，所述數據處理器根據歷史大氣數據對所述BP神經網絡模型進行處理訓練，得到參數優(yōu)化的BP神經網絡模型； 所述數據處理器還用于將探測得到的大氣微波輻射亮溫數據、云垂直結構數據及地面氣溫、濕度及氣壓數據作為輸入層輸入該BP神經網絡模型，通過BP神經網絡處理輸出得到大氣溫度及濕度廓線。
6.根據權利要求5所述的主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理系統(tǒng)，其特征在于，所述云垂直結構數據包括云底高度、云頂高度、云水含量、云水冰過渡層高度及云滴譜。
7.根據權利要求5所述的主被動遙感相結合的大氣溫濕度廓線處理系統(tǒng)，其特征在于，所述歷史大氣數據包括歷史大氣微波輻射亮溫數據、歷史云垂直結構數據及歷史地面氣溫、濕度及 氣壓數據。
【文檔編號】G01W1/02GK104007486SQ201410246309
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權日:2014年6月5日
【發(fā)明者】馬舒慶, 曹云昌, 楊榮康, 車云飛 申請人:中國氣象局氣象探測中心
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