[发明专利]一种基于转动拉曼激光雷达反演大气温度的方法

摘要

本发明公开了一种基于转动拉曼激光雷达反演大气温度的方法，具体按照以下步骤步骤1、读取转动拉曼高量子数和低量子数通道回波信号原始数据，并进行去噪与平滑处理；步骤2、计算高量子数转动拉曼散射通道的伪通道常数C1(z)；步骤3、计算低量子数转动拉曼散射通道的后向散射系数β2(Jlow,T,z)；步骤4、求解大气温度廓线T(z)。本发明一种基于转动拉曼激光雷达反演大气温度的方法，利用高量子数与低量子数转动拉曼散射通道的独立交替求解，最终获得对大气温度的精确反演，其反演结果不受转动拉曼高量子数回波信号强度信噪比低的影响，反演获得的大气温度高度大大提高，算法具有更好的探测信噪比、稳定性及准确性，且与探空数据具有很好的一致性。

主权项

一种基于转动拉曼激光雷达反演大气温度的方法，其特征在于，具体按照以下步骤：步骤1、读取转动拉曼高量子数和低量子数通道回波信号原始数据，并进行去噪与平滑处理；步骤2、计算高量子数转动拉曼散射通道的伪通道常数C1(z)；步骤2.1、利用大气分子的拉曼精细反演方法，求解获得大气气溶胶消光系数廓线α(z)；步骤2.2、计算高量子数转动拉曼散射通道的后向散射系数β1(Jhigh,t0(z),z)：β1(Jhigh,t0(z),z)=64π415×Ng(Jhigh)hcB0(v~0+Δv~s(Jhigh))4γ2(2I+1)2kBt0(z)×Jhigh(Jhigh-1)(2Jhigh-1)×exp(-E(Jhigh)kBt0(z));---(1)]]>其中，g为核自转的统计权重，h为普朗克常数，B0为分子转动常数，为入射光的频率，γ为分子各向异性，kB为玻尔兹曼常数，I为核自转，T为求解的温度变量，t0(z)为同步探空数据所得高度z处的已知大气温度，为拉曼频移，E(Jhigh)为与转动高量子数Jhigh、振动基态离心扭曲常量D0以及分子转动常数B0有关的转动能量；步骤2.3、求解高量子数转动拉曼散射通道的伪通道常数C1(z)：C1(z)=P1(Jhigh,t0(z),z)×z2β1(Jhigh,t0(z),z)×exp[-2∫0zα(z)dz];---(2)]]>其中，z为高度，P1(Jhigh,t0(z),z)为高量子数转动拉曼散射回波信号强度；步骤3、计算低量子数转动拉曼散射通道的后向散射系数β2(Jlow,T,z)；步骤4、求解大气温度廓线T(z)。