[发明专利]一种混合气体的紫外差分浓度反演与干扰抑制方法

权利要求书

1.一种混合气体的紫外差分浓度反演与干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)依据反演计算波段中组分的数目，将反演波段分为单组份波段与多组分波段，从单组份波段中提取差分吸收光谱；

(2)反演计算单组份波段中组分的浓度得到{C_i}，其中i表示组分的种类，依据{C_i}与差分吸收截面的经验数据计算得到对应组分差分吸收光谱{D_i}；依据{C_i}与差分吸收截面的经验数据计算得到对应组分差分吸收光谱{D_i}，计算公式如下：

D_i＝area_i×C_i×L

其中area_i表示第i类组分在反演计算波段上的差分吸收截面，选取经验数据中对应浓度最接近C_i的用于计算，L表示光程；

(3)从多组分波段中搜寻只剩一种组分浓度未知的波段，提取出该组分在此波段的差分吸收光谱{D_j}；提取该组分在此波段的差分吸收光谱{D_j}，具体公式如下：

其中I和back分别表示混合气体在多组分波段的紫外吸收光谱与背景光谱，DOAS[·]表示差分操作，去除宽带光谱；

(4)依据{D_j}使用带干扰抑制的算法计算对应得到对应的{C_j}，将{C_j}加入到{C_i}中，重复步骤(3)直到所有组分的浓度都已知；带干扰抑制的算法具体包括如下步骤：

(41)使用最小二乘法估算组分浓度C_i，i表示组分种类，若待计算浓度的光谱是单组份波段的吸收光谱，则先进行预处理；

上式是预处理公式，I和back分别表示混合气体在单组分波段的紫外吸收光谱与背景光谱；

其中area_i表示第i类组分在反演波段上的差分吸收截面，D_i表示第i类组分的差分吸收光谱，L表示光程；

(42)依据C_i计算反演波段上每个频点的可信度t，同时搜寻经验数据中浓度最接近C_i第i类组分的差分吸收截面clArea_i；

上式是可信度的计算公式，t(k)表示反演波段上第k个频点的可信度，D_i(k)表示第i类组分在第k个频点上的差分吸收光谱，同理area_i(k)表示(41)中area_i在第k个频点上的取值；

(43)选取可信度较高的一部分频点，使用最小二乘法与clArea_i重新计算第i类组分的浓度并更新C_i；

(44)重复步骤(42)与步骤(43)直到迭代次数达到预设值，或者更新前后C_i的绝对偏差error小于阈值；

error＝|C_i,new-C_i,old|

其中C_i,new表示更新后的浓度，C_i,old表示更新前的浓度。