[发明专利]一种边界层温度廓线精确反演的估计算法

说明书

技术领域

本专利涉及大气微波遥感领域，特别是涉及一种边界层温度廓线精确反演的估计算法，是一种边界层大气温度廓线的反演技术。

背景技术

对流层大气的边界层(约2km以下)是大气主要污染区，风环流会导致边界层内大气污染混合输送或水平对流，进一步导致大气垂直温度廓线不断发生变化。因此，大气边界层的温度监测在气象与环境保护等领域具有重要的意义。利用微波辐射计对大气温度廓线进行观测，一般是利用天顶方向的亮温，采用回归统计或神经网络等方法进行反演，本发明结合微波辐射计观测的天顶亮温和斜路径亮温数据，建立了一种最优估计方法，可以精确反演晴空大气边界层温度廓线，并且能够有效的反映边界层温度廓线的逆温现象，对于环境监测具有重要的意义。

发明内容

针对某种非线性模型，可以近似简化为线性的泰勒级数问题，如：

y＝y_i+K_i(x-x_i)+e    (1)

式中y表示物理量的真实输出值，y_i为由初始值计算得到的值，x为真实输入值，x_i为输入初始值，e为误差。K是雅克比矩阵：

K=∂F1/∂x1···∂F1/∂xn....∂Fm/∂x1...∂Fm/∂xn]]>

式中m是输出的变量长度，n是输入的变量长度。对于微波辐射计反演大气边界层温度廓线这个具体问题而言，表达式(1)可以改写为：

t_b＝F(x_a)+K_i(x-x_a)+e    (2)

式中t_b表示微波辐射计测量的真实亮温值，F(x_a)为由探空计算得到的初始仿真亮温值，x为真实边界层温度廓线，x_a为边界层温度廓线初值，e为微波辐射计亮温测量误差。最优估计方法即要通过(2)式左边的亮温来解出右边最优的边界层温度廓线解。

本发明的技术方案是这样实现的：

针对于线性问题的最优估计算法，为得到(2)式的最优解，有很多种迭代公式可以选取，这里采用下式：