基于地基微波辐射测量的大气折射率廓线反演方法及其改进研究

发布时间：2023-03-20 05:26

　　大气波导是一种异常的大气结构,它将电磁波陷获在波导结构内,可以实现雷达的超视距探测,同时造成雷达电磁盲区的改变。在军事上,准确、实时地获取大气波导参数,对提高基于无线电波传播的信息化装备的作战性能有重大应用。大气波导出现的条件是,修正后的大气折射率廓线对高度的偏导数为负。因此,反演大气折射率廓线是大气波导求解的前提。微波辐射计作为一种被动遥感设备,相对于主动遥感方式如雷达等,在大气折射率廓线测量方面具有无须看护、观测时间连续、开销低、分辨率高等优点,在大气折射率廓线测量中有重要价值。本论文介绍了大气微波辐射传输模型及BP神经网络训练的基本原理,以武汉地区5年的探空数据资料为样本,应用BP神经网络算法,对温湿廓线、大气折射率廓线进行反演。并将LMBP算法用于改进学习规则,与粒子群(PSO)寻优算法用于初值确定,发现相比于标准LMBP神经网络算法,PSO-LMBP神经网络算法最终将折射率反演值与探空值的均方根误差从6.2N减小到了4.8N,反演效果得到明显的提升。基于以上模型,本文利用地基微波辐射计RPG的实测亮温数据与实测温湿廓线数据,验证PSO-LMBP神经网络对大气折射率廓线反演的性...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的研究内容及结构安排
2 大气参量反演基本理论
    2.1 大气微波辐射传输理论
    2.2 BP神经网络算法与粒子群算法
    2.3 粒子群算法改进BP神经网络
    2.4 大气折射率廓线与大气波导
    2.5 本章小结
3 大气折射率廓线的反演
    3.1 数据源及预处理
    3.2 辐射亮温的正演
    3.3 BP神经网络模型的建立
    3.4 粒子群算法改进
    3.5 改进算法的实测数据验证
    3.6 本章小结
4 反演试验与验证
    4.1 BP神经网络学习规则改进
    4.2 基于LMBP神经网络的折射率廓线反演
    4.3 LMBP神经网络的粒子群算法优化
    4.4 地基微波辐射计RPG实测数据反演对比
    4.5 大气波导主要参数的计算
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表的主要论文



本文编号：3766780