【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及红外掩星传感器探测切高校正
，尤其涉及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。
技术介绍
在卫星掩星观测模式中切高的准确性起着至关重要的作用。切高(TangentHeight)指的是观测点与大气层的切点到地球表面的垂直距离。在反演大气中气体成分的过程中，切高的高度影响着大气成分反演的精确程度。高分五号大气环境红外甚高分辨率探测仪(GF5-AIUS)在探测到太阳时，就进行观测。在日出时刻，由于大气折射的原因，太阳还没或者未完全出地平线时，即开始探测，造成这个时候探测到的低层切高的光谱值偏小，从而造成转换成透过率后值偏低。因此首先需要对低层切高上的光谱信息进行修正，然后对低层切高进行校正。目前国外的红外掩星传感器如ACE-FTS等进行切高的方法需要如CO2先验知识等信息，而且反演速率较慢。一级产品切高的误差来源主要有仪器系统误差(如光子噪声、热噪声、暗电流噪声等)、大气折射影响和随机误差三部分。针对GF5-AIUS的仪器特征与观测光谱数据及N2在...
【技术保护点】
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：/n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；/n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；/n所述步骤二中，对所述探测光谱进行分析，具体步骤是：/n1)选取有效光谱区域，波数范围为750-4100cm
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
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，则该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D(h，λ)和该吸收波段内的太阳光谱S(λ)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(750-4100cm-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，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，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。
技术研发人员：王红梅，张玉贵，鲁之君，
申请(专利权)人：南通大学，北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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