地基微波辐射计定标技术及大气被动遥感研究
发布时间：2023-04-22 23:30
大气参数的遥感在天气预报、气象学、天文学、通信、空间观测修正以及大气研究等领域具有重要意义,而地基微波辐射计是一种被动遥感大气的有效手段,因此本论文深入开展了大气微波辐射特性、微波辐射计定标及微波辐射计大气遥感等方面的研究。内容包括:将液水吸收与频率的近似关系中的常数项改进为与云温相关的变量,建立了液水吸收与云温相关的准确模型,进而推导出存在液水情形下改进的Tipping-Curve(倾斜曲线)定标流程,将标准Tipping定标由晴天发展为全天候的定标方法。研究了统计回归和神经网络两种广泛使用的反演方法,在标准算法之上做了一定的改进,并进一步重点研究了阴天情形之下微波辐射计大气遥感的问题,提出双频及多频消除液水辐射的反演方法。最后研究了微波辐射计联合其他探测设备的大气遥感方法。论文的主要工作如下:1、研究了普遍适用于任何地基微波辐射计的标准Tipping定标流程,并提出一种适用于阴天的改进Tipping定标方法,即利用不同频率云液水吸收系数之间的关系,建立双频衰减组合的形式,消除了液水的水平不均匀性给标准Tipping定标带来的误差,使适用于晴天的标准Tipping定标发展为全天候的定...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 大气微波辐射特性研究概况
1.2.2 微波辐射计产品概况
1.2.3 微波辐射计的定标技术研究概况
1.2.4 微波辐射计的大气遥感研究概况
1.3 论文的主要贡献及内容安排
1.3.1 论文的主要贡献
1.3.2 论文的安排
第二章 微波辐射计大气遥感原理
摘要
2.1 微波辐射计工作原理
2.1.1 微波辐射计基本原理
2.1.2 微波辐射计技术参数
2.2 大气辐射传输理论
2.2.1 Planck黑体辐射定理
2.2.2 天线温度
2.2.3 大气辐射传输方程
2.2.4 积分高度选取
2.3 大气分子吸收系数
2.3.1 氧气和水汽吸收系数
2.3.2 液水吸收系数
2.4 微波辐射计反演方法
2.4.1 正演与反演问题
2.4.2 反演方法
2.5 本章小结
第三章 微波辐射计定标技术研究
摘要
3.1 引言
3.2 微波辐射计定标原理
3.2.1 定标基本原理
3.2.2 内部定标与外部定标
3.3 标准Tipping定标
3.3.1 亮温与衰减的相互转换
3.3.2 衰减与天顶角的关系
3.3.3 标准Tipping定标的步骤
3.3.4 标准Tipping定标公式推广
3.3.5 标准Tipping定标实验验证
3.4 改进的Tipping定标
3.4.1 标准Tipping定标误差来源
3.4.2 改进Tipping定标
3.4.3 相对Tipping定标
3.5 本章小结
第四章 大气参数反演的统计回归方法研究
摘要
4.1 引言
4.2 微波辐射计统计回归方法反演大气水汽
4.2.1 线性回归
4.2.2 实测数据验证
4.2.3 与MP3000反演对比
4.3 微波辐射计统计回归方法反演大气积分水汽
4.3.1 线性回归
4.3.2 仿真计算
4.3.3 反演积分水汽的精细模型
4.3.4 斜路径积分水汽的简便反演模型
4.4 微波辐射计统计回归方法反演大气温度
4.4.1 线性回归
4.4.2 实测数据验证
4.4.3 与MP3000反演对比
4.5 微波辐射计统计回归方法反演大气相对湿度
4.5.1 直接反演
4.5.2 由反演值计算
4.5.3 仿真结果比较
4.5.4 与MP3000反演对比
4.6 微波辐射计统计回归方法反演大气折射率
4.6.1 原始线性回归
4.6.2 改进线性回归
4.6.3 仿真计算
4.6.4 实测数据验证
4.7 本章小结
第五章 大气廓线反演的神经网络方法研究
摘要
5.1 引言
5.2 微波辐射计的神经网络方法反演大气廓线
5.2.1 神经网络理论
5.2.2 标准神经网络方法反演大气廓线
5.2.3 分段神经网络方法反演大气廓线
5.2.4 与MP3000反演对比
5.2.5 单层神经网络方法反演大气廓线
5.3 微波辐射计多仰角亮温的神经网络方法反演大气廓线
5.3.1 不同仰角和不同高度的亮温计算
5.3.2 神经网络方法反演大气温度廓线
5.4 微波辐射计其它反演技术
5.4.1 Smith迭代
5.4.2 最优估计
5.4.3 最优估计与分段神经网络的对比
5.5 本章小结
第六章 阴天大气的反演技术研究
摘要
6.1 引言
6.2 微波辐射计阴天云建模反演技术
6.2.1 云液水含量建模
6.2.2 反演水汽密度仿真计算
6.2.3 反演积分液水的精细模型
6.3 微波辐射计双频消除液水辐射法
6.3.1 双频消除液水辐射法反演水汽密度
6.3.2 双频消除液水辐射法反演温度
6.4 微波辐射计多频消除液水辐射法
6.5 本章小结
第七章 阴天大气遥感的信息融合方法
摘要
7.1 引言
7.2 微波辐射计与云高仪联合遥感大气
7.2.1 标准正交神经网络方法
7.2.2 分段正交神经网络方法
7.3 微波辐射计与红外设备联合遥感大气
7.3.1 理论分析
7.3.2 仿真结果与讨论
7.4 微波辐射计与GNSS联合遥感大气
7.4.1 GNSS遥感原理
7.4.2 仿真结果与讨论
7.5 本章小结
第八章 结束语
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
本文编号：3798622
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 大气微波辐射特性研究概况
1.2.2 微波辐射计产品概况
1.2.3 微波辐射计的定标技术研究概况
1.2.4 微波辐射计的大气遥感研究概况
1.3 论文的主要贡献及内容安排
1.3.1 论文的主要贡献
1.3.2 论文的安排
第二章 微波辐射计大气遥感原理
摘要
2.1 微波辐射计工作原理
2.1.1 微波辐射计基本原理
2.1.2 微波辐射计技术参数
2.2 大气辐射传输理论
2.2.1 Planck黑体辐射定理
2.2.2 天线温度
2.2.3 大气辐射传输方程
2.2.4 积分高度选取
2.3 大气分子吸收系数
2.3.1 氧气和水汽吸收系数
2.3.2 液水吸收系数
2.4 微波辐射计反演方法
2.4.1 正演与反演问题
2.4.2 反演方法
2.5 本章小结
第三章 微波辐射计定标技术研究
摘要
3.1 引言
3.2 微波辐射计定标原理
3.2.1 定标基本原理
3.2.2 内部定标与外部定标
3.3 标准Tipping定标
3.3.1 亮温与衰减的相互转换
3.3.2 衰减与天顶角的关系
3.3.3 标准Tipping定标的步骤
3.3.4 标准Tipping定标公式推广
3.3.5 标准Tipping定标实验验证
3.4 改进的Tipping定标
3.4.1 标准Tipping定标误差来源
3.4.2 改进Tipping定标
3.4.3 相对Tipping定标
3.5 本章小结
第四章 大气参数反演的统计回归方法研究
摘要
4.1 引言
4.2 微波辐射计统计回归方法反演大气水汽
4.2.1 线性回归
4.2.2 实测数据验证
4.2.3 与MP3000反演对比
4.3 微波辐射计统计回归方法反演大气积分水汽
4.3.1 线性回归
4.3.2 仿真计算
4.3.3 反演积分水汽的精细模型
4.3.4 斜路径积分水汽的简便反演模型
4.4 微波辐射计统计回归方法反演大气温度
4.4.1 线性回归
4.4.2 实测数据验证
4.4.3 与MP3000反演对比
4.5 微波辐射计统计回归方法反演大气相对湿度
4.5.1 直接反演
4.5.2 由反演值计算
4.5.3 仿真结果比较
4.5.4 与MP3000反演对比
4.6 微波辐射计统计回归方法反演大气折射率
4.6.1 原始线性回归
4.6.2 改进线性回归
4.6.3 仿真计算
4.6.4 实测数据验证
4.7 本章小结
第五章 大气廓线反演的神经网络方法研究
摘要
5.1 引言
5.2 微波辐射计的神经网络方法反演大气廓线
5.2.1 神经网络理论
5.2.2 标准神经网络方法反演大气廓线
5.2.3 分段神经网络方法反演大气廓线
5.2.4 与MP3000反演对比
5.2.5 单层神经网络方法反演大气廓线
5.3 微波辐射计多仰角亮温的神经网络方法反演大气廓线
5.3.1 不同仰角和不同高度的亮温计算
5.3.2 神经网络方法反演大气温度廓线
5.4 微波辐射计其它反演技术
5.4.1 Smith迭代
5.4.2 最优估计
5.4.3 最优估计与分段神经网络的对比
5.5 本章小结
第六章 阴天大气的反演技术研究
摘要
6.1 引言
6.2 微波辐射计阴天云建模反演技术
6.2.1 云液水含量建模
6.2.2 反演水汽密度仿真计算
6.2.3 反演积分液水的精细模型
6.3 微波辐射计双频消除液水辐射法
6.3.1 双频消除液水辐射法反演水汽密度
6.3.2 双频消除液水辐射法反演温度
6.4 微波辐射计多频消除液水辐射法
6.5 本章小结
第七章 阴天大气遥感的信息融合方法
摘要
7.1 引言
7.2 微波辐射计与云高仪联合遥感大气
7.2.1 标准正交神经网络方法
7.2.2 分段正交神经网络方法
7.3 微波辐射计与红外设备联合遥感大气
7.3.1 理论分析
7.3.2 仿真结果与讨论
7.4 微波辐射计与GNSS联合遥感大气
7.4.1 GNSS遥感原理
7.4.2 仿真结果与讨论
7.5 本章小结
第八章 结束语
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
本文编号：3798622
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3798622.html
