[发明专利]一种双波长粒子谱反演方法

权利要求书

1.一种双波长粒子谱反演方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、读取双波长激光雷达的原始数据，对波长数据进行预处理后，检验波长数据是否有效；

S2、若波长数据无效，则舍弃无效波长数据，并返回S1，否则对波长数据进行消光系数反演；

S3、计算消光系数比值，并在数据库中查找对应波长内消光系数比值的气溶胶有效直径；

S4、若波长内消光系数比值在数据库中不可查，则舍弃并返回S1，否则输出对应的气溶胶有效直径；

S5、通过气溶胶模型进行修正，修正后输出粒子谱，完成反演。

2.根据权利要求1所述的双波长粒子谱反演方法，其特征在于：S1中所述对波长数据进行预处理，包括：

将截取原始数据中最后一段数据的平均值作为背景值，利用数据序列减去背景值对波长数据进行扣除背景；

通过手动修正原始数据中近地面段数据，对波长数据进行几何因子修正。

3.根据权利要求2所述的双波长粒子谱反演方法，其特征在于：S2中所述对波长数据进行消光系数反演，包括：

求解米散射激光雷达方程，通过假设激光雷达比，用Fernald方法计算得到消光系数。

4.根据权利要求3所述的双波长粒子谱反演方法，其特征在于：所述米散射激光雷达方程如下：

式中，P(r)为激光雷达接收的高度r处的大气后向散射回波功率，P_t为激光雷达发射的激光功率，k为激光雷达系统常数，β_m(r)为空气分子的后向散射系数，β_a(r)为大气气溶胶的后向散射系数，α_m(r’)为空气分子的消光系数，α_a(r’)为大气气溶胶的消光系数；

大气气溶胶消光系数通过下式计算得到：

式中，S_a是大气气溶胶的消光后向散射比，或称激光雷达比，S_m是空气分子的消光后向散射比。

5.根据权利要求4所述的双波长粒子谱反演方法，其特征在于：S3中所述计算消光系数比值，包括：

对计算出两个波长对应的消光系数相除，得到一组比值序列。

6.根据权利要求5所述的双波长粒子谱反演方法，其特征在于：所述数据库中消光系数比值与气溶胶有效直径之间的对应关系通过模拟计算得到。

7.根据权利要求6所述的双波长粒子谱反演方法，其特征在于：所述气溶胶模型为通过历史探测数据统计得出的不同天气、不同气溶胶类型下粒子有效直径的真值范围。