针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统，所述方法包括：获取预设资料，并计算线性回归残差标准差；基于所述线性回归残差标准差，计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差，并确定目标通道的辅助通道；计算所述辅助通道的订正系数；基于所述辅助通道的订正系数，生成临边订正后的观测亮温。借此，本发明专利技术的针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，可以很好的消除极轨卫星跨轨观测资料的临边效应，将不同扫描角度的观测亮温转换为与星下点同一高度层的温度信息，还原亮温中的实际天气特征。征。征。

【技术实现步骤摘要】
针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统


[0001]本专利技术是关于卫星遥感
，特别是关于一种针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统。

技术介绍

[0002]卫星资料以其独有的高时空分辨率、连续且稳定、覆盖面广等特点，已经成为气象观测资料的主要来源。
[0003]极轨卫星采用步进扫描方式(stepped
‑
scan fashion)采样，这种依赖于扫描角度的测量方式可能会导致最低点的观测亮温与最大扫描角度的观测亮温差值高达数十K。
[0004]中国最新升空的晨昏轨道卫星FY
‑
3E，其上搭载了新一代微波温度计MWTS
‑
III(Microwave Temperature Sounder
‑
III)中也存在明显的临边效应，在对流层，温度会随着高度增加而降低，即观测亮温会随着扫描角度的增加而降低，会出现边缘降温的现象；同样，在平流层中，温度随高度增加而增加，即观测亮温会随着扫描角度的增加而增加，出现边缘升温的现象，从而导致无法通过观察MWTS
‑
III的亮温空间分布直接辨别天气信号，所以极轨卫星微波温度计资料的临边订正尤为重要，这就迫切需要发展一种针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路
<br/>[0006]本专利技术的目的在于提供一种针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统，可以很好的消除极轨卫星跨轨观测资料的临边效应，将不同扫描角度的观测亮温转换为与星下点同一高度层的温度信息，还原亮温中的实际天气特征。
[0007]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法及系统，所述方法包括：获取预设资料，并计算线性回归残差标准差；基于所述线性回归残差标准差，计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差，并确定目标通道的辅助通道；计算所述辅助通道的订正系数；基于所述辅助通道的订正系数，生成临边订正后的观测亮温。
[0008]在本专利技术的一实施方式中，所述获取预设资料，并计算线性回归残差标准差包括：
[0009]将全球分为2度间隔的纬度带，并利用一个月的卫星观测资料生成预设资料；
[0010]基于所述预设资料，计算MWTS
‑
3所有通道在星下点位置的亮温在不同纬度带的平均值T
k,nadir
(j2)，并计算MWTS
‑
3的每个通道上下四个通道的亮温在每个视场位置的各纬度带的平均值并在所述平均值中减去第k
a
通道在每个视场的全球平均值生成上下四层待定辅助通道；
[0011]对于MWTS
‑
3的所有通道，利用线性回归方法计算所述平均值T
k,nadir
(j2)与上下四
个待定辅助通道之间的线性回归残差标准差
[0012]其中，k为通道号，nadir为星下点，j2为纬度带，k
a
为待定辅助通道号，i为视场位置。
[0013]在本专利技术的一实施方式中，所述基于所述线性回归残差标准差，计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差，并确定目标通道的辅助通道包括：
[0014]基于线性回归残差标准差计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差
[0015]判断所述平均残差标准差是否小于等于2；
[0016]若小于等于2，将该通道定义为目标通道的辅助通道。
[0017]在本专利技术的一实施方式中，所述步骤S300包括：
[0018]基于所述预设资料，对于MWTS
‑
3每个通道在星下点位置的亮温在不同纬度带的平均值T
k,nadir
(j2)，计算其与所有辅助通道在每个视场不同纬度带的之间的订正系数和常数项b
k
(i)；
[0019]其中，k
p
为确定的辅助通道号。
[0020]在本专利技术的一实施方式中，所述基于所述辅助通道的订正系数，生成临边订正后的观测亮温包括：
[0021]基于所述订正系数利用第一预设公式计算生成临边订正后的观测亮温T
k,LC
，消除观测亮温中的临边效应，所述第一预设公式为：
[0022][0023]其中，T
k,LC
(i,j)表示通道k在视场为i及扫描线为j时的临边订正后的观测亮温，i为卫星观测资料每根扫描线上视场的序号，j为卫星观测资料扫描线的序号，k为通道的序号，k
p
代表辅助通道，m为辅助通道序号，M为取值1
‑
5的系数，订正系数，b
k
(i)常数项。
[0024]在本专利技术的一实施方式中，所述基于所述预设资料，计算MWTS
‑
3所有通道在星下点位置的亮温在不同纬度带的平均值T
k,nadir
(j2)，并计算MWTS
‑
3的每个通道上下四个通道的亮温在每个视场位置的各纬度带的平均值并在所述平均值中减去第k
a
通道在每个视场的全球平均值生成上下四层待定辅助通道包括：
[0025]通过第二预设公式计算平均值T
k,nadir
(j2)，所述第二预设公式为：
[0026][0027]其中，s为卫星观测资料的扫描线号，S为落在这个纬度带内的扫描线条数；
[0028]通过第三预设公式计算平均值所述第三预设公式为：
[0029][0030]其中，d为待定辅助通道k
a
落在纬度带j2内的卫星观测资料，D为落在这个纬度带内的卫星观测资料总数；
[0031]通过第四预设公式计算全球平均值所述第四预设公式为：
[0032][0033]其中，e为待定辅助通道k
a
位于视场i的卫星观测资料，E为位于视场i的卫星观测资料总数。
[0034]在本专利技术的一实施方式中，所述对于MWTS
‑
3的所有通道，利用线性回归方法计算所述平均值T
k,nadir
(j2)与上下四个待定辅助通道之间的线性回归残差标准差包括：
[0035]计算当视场为i时，目标通道k与其相邻通道k
a
之间的线性回归关系，求解出回归系数和c
k
(i)：
[0036][0037]其中，表示所选通道2
°
纬度带内星下点的平均亮温，表示相邻通道k
a
的2
°
纬度带内视场为i时的平均亮温，表示相邻通道在视场为i时的全球平均亮温，星下点表示当视场为49和50的扫描点；
[0038]根据回归系数和c
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，其特征在于，包括：获取预设资料，并计算线性回归残差标准差；基于所述线性回归残差标准差，计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差，并确定目标通道的辅助通道；计算所述辅助通道的订正系数；基于所述辅助通道的订正系数，生成临边订正后的观测亮温。2.如权利要求1所述的针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，其特征在于，所述获取预设资料，并计算线性回归残差标准差包括：将全球分为2度间隔的纬度带，并利用一个月的卫星观测资料生成预设资料；基于所述预设资料，计算MWTS
‑
3所有通道在星下点位置的亮温在不同纬度带的平均值T
k,nadir
(j2)，并计算MWTS
‑
3的每个通道上下四个通道的亮温在每个视场位置的各纬度带的平均值并在所述平均值中减去第k
a
通道在每个视场的全球平均值生成上下四层待定辅助通道；对于MWTS
‑
3的所有通道，利用线性回归方法计算所述平均值T
k,nadir
(j2)与上下四个待定辅助通道之间的线性回归残差标准差其中，k为通道号，nadir为星下点，j2为纬度带，k
a
为待定辅助通道号，i为视场位置。3.如权利要求1所述的针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，其特征在于，所述基于所述线性回归残差标准差，计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差，并确定目标通道的辅助通道包括：基于线性回归残差标准差计算所有视场残差标准差的平均值，生成平均残差标准差判断所述平均残差标准差是否小于等于2；若小于等于2，将该通道定义为目标通道的辅助通道。4.如权利要求3所述的针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，其特征在于，所述计算所述辅助通道的订正系数包括：基于所述预设资料，对于MWTS
‑
3每个通道在星下点位置的亮温在不同纬度带的平均值T
k,nadir
(j2)，计算其与所有辅助通道在每个视场不同纬度带的之间的订正系数和常数项b
k
(i)；其中，k
p
为确定的辅助通道号。5.如权利要求4所述的针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，其特征在于，所述基于所述辅助通道的订正系数，生成临边订正后的观测亮温包括：基于所述订正系数利用第一预设公式计算生成临边订正后的观测亮温T
k,LC
，消除观测亮温中的临边效应，所述第一预设公式为：
其中，T
k,LC
(i,j)表示通道k在视场为i及扫描线为j时的临边订正后的观测亮温，i为卫星观测资料每根扫描线上视场的序号，j为卫星观测资料扫描线的序号，k为通道的序号，k
p
代表辅助通道，m为辅助通道序号，M为取值1
‑
5的系数，订正系数，b
k
(i)常数项。6.如权利要求2所述的针对极轨卫星跨轨观测资料的客观临边订正方法，其特征在于，所述基于所述预设资料，计算MWTS
‑
3所有通道在星下点位置的亮温在不同纬度带的平均值T
k,nadir
(j2)，并计算MWTS
‑
3的每个通道上下四个通道的亮温在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，毕研盟，李娟，秦正坤，陈博洋，张晓虎，王新，窦芳丽，惠雯，王嘉琛，王亚洁，韩琦，罗敬宁，
申请(专利权)人：国家卫星气象中心国家空间天气监测预警中心，
类型：发明
国别省市：