掩星與臨邊傳感器垂直分辨率高,垂直探測(cè)范圍輻射信號(hào)的變化主要受大氣參數(shù)影響,且輻射校準(zhǔn)后幾乎不受背景輻射影響,對(duì)痕量氣體可探測(cè)性強(qiáng),探測(cè)高度約為10-100km,對(duì)臭氧層的大氣遙感監(jiān)測(cè)具有特殊意義。在這樣的背景下,我國(guó)也積極發(fā)展掩星探測(cè)技術(shù),計(jì)劃在高分5號(hào)上搭載我國(guó)第一臺(tái)大氣環(huán)境紅外甚高分辨率掩星探測(cè)儀（AIUS）。本文針對(duì)AIUS,進(jìn)行了溫壓與臭氧廓線的反演算法研究。對(duì)掩星傳感器,選擇紅外區(qū)域合適的波段,利用改進(jìn)了基于特征向量的統(tǒng)計(jì)反演方法進(jìn)行溫壓廓線的反演,利用最優(yōu)估計(jì)的方法進(jìn)行臭氧廓線的反演。在進(jìn)行溫壓反演的時(shí)候,利用輻射傳輸軟件SCIATRAN計(jì)算與大氣溫壓廓線相對(duì)應(yīng)的模擬光譜,并建立模擬光譜與訓(xùn)練樣本的溫壓廓線之間的回歸關(guān)系。在進(jìn)行臭氧廓線反演的時(shí)候,利用SCIATRAN計(jì)算用于反演的臭氧通道的權(quán)重函數(shù)與模擬光譜,構(gòu)造模擬光譜和實(shí)測(cè)光譜的代價(jià)函數(shù),通過(guò)牛頓迭代的方法求解大氣臭氧廓線的最優(yōu)估計(jì)解。并將反演結(jié)果與國(guó)際上的ACE-FTS產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比。具體包括如下幾個(gè)方面:1)敏感性分析。本文利用SCITRAN正向模型,在寬范圍通道內(nèi)對(duì)溫壓進(jìn)行了溫度和壓強(qiáng)的敏感性分析。結(jié)果表明溫度... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
        1.1.3 GF-5 紅外甚高分辨率探測(cè)儀與ACE-FTS
    1.2 紅外掩星與臨邊探測(cè)其發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 ATMOS
        1.2.2 HALOE
        1.2.3 ACE-FTS
        1.2.4 MIPAS
        1.2.5 TES
    1.3 掩星溫壓與大氣成分反演算法研究進(jìn)展
        1.3.1 掩星觀測(cè)溫壓反演算法研究進(jìn)展
        1.3.2 掩星觀測(cè)大氣成分反演算法研究進(jìn)展
        1.3.3 掩星與臨邊探測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域
        1.3.4 掩星溫壓和大氣成分反演面臨的問(wèn)題
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 大氣掩星觀測(cè)原理
    2.1 大氣組成及結(jié)構(gòu)特征
        2.1.1 大氣成分
        2.1.2 大氣的垂直結(jié)構(gòu)
    2.2 大氣吸收特征
        2.2.1 大氣分子吸收過(guò)程
        2.2.2 大氣吸收光譜參數(shù)
    2.3 掩星輻射傳輸過(guò)程
        2.3.1 掩星觀測(cè)幾何
        2.3.2 掩星輻射傳輸正向模型
第3章 紅外掩星溫壓反演研究
    3.1 溫壓反演概述
        3.1.1 特征向量反演方法
        3.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法
        3.1.3 剝洋蔥算法
        3.1.4 最優(yōu)估計(jì)算法
    3.2 溫壓反演算法研究
        3.2.1 基于動(dòng)態(tài)回歸系數(shù)的溫壓統(tǒng)計(jì)反演
    3.3 溫壓反演通道選擇
        3.3.1 溫壓通道敏感性分析
        3.3.2 溫壓反演的通道選擇方法
        3.3.3 溫壓反演通道選擇結(jié)果
    3.4 溫壓反演結(jié)果與驗(yàn)證
        3.4.1 溫度反演結(jié)果及對(duì)比驗(yàn)證
        3.4.2 壓強(qiáng)反演結(jié)果及對(duì)比驗(yàn)證
第4章 紅外掩星臭氧反演研究
    4.1 臭氧反演概述
    4.2 O_3通道選擇
        4.2.1 O_3通道選擇算法原理
        4.2.2 O_3通道選擇敏感性分析
        4.2.3 O_3反演通道選擇方法
        4.2.4 O_3通道選擇結(jié)果
    4.3 基于最優(yōu)理論的臭氧廓線反演方案
        4.3.1 最優(yōu)估計(jì)方法
        4.3.2 先驗(yàn)廓線與先驗(yàn)協(xié)方差矩陣
        4.3.3 觀測(cè)誤差協(xié)方差矩陣
    4.4 臭氧反演結(jié)果與對(duì)比驗(yàn)證
第5章 總結(jié)與討論
    5.1 總結(jié)
        5.1.1 溫壓反演總結(jié)
        5.1.2 臭氧反演總結(jié)
    5.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間論文發(fā)表及參加會(huì)議
碩士期間參與項(xiàng)目工作
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅外臨邊探測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 王雅鵬,李小英,陳良富,張瑩,鄒銘敏,張晗,朱松巖.  遙感學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]夏季青藏高原及其周邊地區(qū)衛(wèi)星MLS水汽、臭氧產(chǎn)品的探空檢驗(yàn)分析[J]. 顏曉露,鄭向東,周秀驥,Holger V?MEL,宋建洋,李蔚,馬永紅,張勇.  中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2015(03)
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[5]亞毫米波臨邊探測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 李小英,陳良富,蘇林,張瑩,陶金花.  遙感學(xué)報(bào). 2013(06)
[6]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在紅外高光譜資料反演大氣溫度廓線中的應(yīng)用[J]. 官莉,劉旸,張雪慧.  大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
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[9]AIRS/TOVS/TOMS反演的臭氧總量的對(duì)比分析[J]. 潘亮,牛生杰.  遙感學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]大氣臭氧化學(xué)研究進(jìn)展[J]. 賈龍,葛茂發(fā),徐永福,杜林,莊國(guó)順,王殿勛.  化學(xué)進(jìn)展. 2006(11)

博士論文
[1]基于衛(wèi)星臨邊輻射的大氣痕量氣體含量反演研究[D]. 汪自軍.吉林大學(xué) 2011
[2]高光譜分辨率紅外遙感大氣溫濕度廓線反演方法研究[D]. 蔣德明.南京信息工程大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3203850