高光譜微波輻射計大氣溫濕廓線探測通道選擇問題研究

《高光譜微波輻射計大氣溫濕廓線探測通道選擇問題研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由王蕊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高光譜微波輻射計大氣溫濕廓線探測通道選擇問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王蕊
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

微波遙感對雲的高穿透性和紅外遙感的高解析度是微波遙感和紅外遙感各自不可取代的優勢。近年來，國內外對高光譜紅外探測的研究日趨成熟，已經表明了高光譜技術在大氣探測領域具有的重要套用價值。高光譜微波輻射計可彌補紅外遙感儀器無法在雲雨條件下觀測的不足，必將成為未來被動遙感的技術發展方向之一。本項目擬通過構建高光譜微波輻射計探測仿真模型，對高光譜微波輻射計大氣溫濕廓線探測通道的選擇問題進行研究。高光譜微波輻射計探測仿真模型包含逐線積分的高光譜解析度輻射傳輸模型和參數化的快速輻射傳輸模型兩種模擬方案，以滿足通道計算與選擇時所需的精確光譜輻射亮溫計算和精度允許範圍內的快速仿真兩種套用需求。基於該仿真模型，通過對吸收譜線特徵及通道權重函式、通道信息容量和相關性、反演效果等進行分析計算，確定高光譜微波輻射探測系統大氣溫度、濕度廓線探測通道選擇方案，為發展我國自主的高光譜微波輻射計奠定基礎。

結題摘要

在提高現階段大氣垂直廓線探測水平迫切需求的驅動下，星載高光譜微波輻射計必將成為未來被動遙感的技術發展方向之一。在現有微波輻射計接收機技術水平條件下其可設定的通道數目是有限的，因此通過仿真研究確定通道位置是開展高光譜微波輻射計相關研究的首要工作。本項目利用逐線積分的大氣模型和海面發射率模型，構建了適用於微波波段的高光譜解析度輻射傳輸模型。在此基礎上，構建了相應的快速輻射傳輸模型，並對快速模型係數進行擬合計算，以滿足通道計算與選擇時所需的精確光譜輻射亮溫計算和精度允許範圍內快速仿真的套用需求。基於高光譜微波輻射計探測仿真模型和大氣吸收譜線的分布特徵，確定高光譜微波輻射探測系統通道選擇初始方案，通過引入信息熵的概念，分析大氣溫濕廓線探測待選通道的信息含量和信號自由度，以大氣溫度和濕度廓線反演精度為主要依據，對初始方案進行調整，確定了高光譜微波輻射探測系統200個大氣溫度探測通道、120個濕度探測通道位置的合理設定方案。本項目的研究成果可為發展我國高光譜微波輻射探測系統提供有力支持。