包邮星载微波探测仪反演大气参数研究

目录前言第1章 绪论 11.1 星载微波探测仪反演大气参数的研究背景 11.2 国内外星载微波探测仪的发展现状 21.2.1 国外星载微波探测仪的发展 21.2.2 国内星载微波探测仪的发展 41.2.3 星载微波探测仪反演大气温湿廓线的研究现状 51.3 风云三号D 星微波探测仪介绍 71.3.1 MWHTS 71.3.2 MWTS-II 10参考文献 11第2章 微波探测仪遥感大气理论基础 152.1 引言 152.2 地球大气成分和热结构概述 152.2.1 地球大气分层 152.2.2 地球大气的化学成分 162.2.3 压强和密度的垂直分布 172.2.4 地球大气的热结构 182.2.5 云的微物理特征 182.3 大气辐射传输理论 192.3.1 Planck黑体辐射定理 192.3.2 发射率和Kirchhoff定律 212.3.3 大气微波辐射传输 222.3.4 大气吸收和衰减模式 252.3.5 云和雨的散射贡献 332.4 快速辐射传输模型 372.5 星载微波遥感大气温湿廓线原理 412.5.1 星载微波探测仪遥感大气温度廓线 412.5.2 星载微波探测仪遥感大气水汽廓线 43iv 星载微波探测仪反演大气参数研究2.6 星载微波探测仪反演温湿廓线方法 442.6.1 反演的数学描述 462.6.2 *优化 462.6.3 统计方法 462.6.4 物理方法 492.6.5 物理统计方法 512.7 本章小结 51参考文献 52第3章 MWHTS物理反演大气温湿廓线研究 553.1 引言 553.2 一维变分算法 553.2.1 算法原理 553.2.2 影响反演精度因素讨论 563.3 MWHTS物理反演系统 583.3.1 数据与模型 583.3.2 先验信息 593.3.3 观测亮温的偏差校正 603.3.4 测量误差协方差矩阵 623.3.5 反演过程的质量控制 623.3.6 MWHTS物理反演系统的反演步骤 623.4 反演结果及分析 633.4.1 观测亮温的偏差校正结果 633.4.2 反演结果的验证与分析 643.5 本章小结 69参考文献 69第4章 MWHTS物理反演系统的改进 724.1 引言 724.2 数据与模型 724.3 背景廓线的产生 744.3.1 线性回归反演算法 744.3.2 神经网络反演算法 754.4 观测偏差校正方案 764.4.1 扫描偏差校正 774.4.2 气团偏差校正 814.5 MWHTS物理反演系统的改进及反演结果分析 854.5.1 反演系统的改进及反演流程 854.5.2 背景廓线的精度对比 854.5.3 观测偏差校正效果对比 874.5.4 观测偏差校正对反演精度的影响 944.5.5 观测偏差校正方案的稳定性评估 954.6 本章小结 97参考文献 98第5章 深度神经网络在MWHTS反演中的应用研究 1015.1 引言 1015.2 数据和模型 1025.3 算法和实验设计 1035.3.1 深度神经网络算法 1035.3.2 基于深度神经网络的观测偏差校正 1045.3.3 基于深度神经网络的温湿廓线反演 1045.3.4 一维变分算法 1065.3.5 实验设计 1065.4 实验结果 1075.4.1 偏差校正结果 1085.4.2 物理反演结果 1125.4.3 基于观测亮温的统计反演结果 1135.4.4 基于模拟亮温的统计反演结果 1145.5 算法稳定性测试 1155.6 本章小结 117参考文献 117第6章 基于模拟亮温的统计反演方案的改进 1206.1 引言 1206.2 数据 1216.2.1 大气数据描述 1216.2.2 数据预处理 1226.3 基于深度神经网络的辐射传输模型 1236.4 基于模拟亮温的统计反演方案 1246.4.1 基于模拟亮温的统计反演模型 1246.4.2 MWTS-II观测偏差校正 1256.5 实验结果 1266.5.1 模拟亮温的精度对比 127vi 星载微波探测仪反演大气参数研究6.5.2 MWTS-II观测偏差校正结果 1286.5.3 基于模拟亮温的统计反演结果 1316.6 本章小结 135参考文献 136第7章 微波探测仪反演温湿廓线的验证方法研究 1387.1 引言 1387.2 通道权重函数和数据 1397.2.1 MWTS-II和MWHTS权重函数分析 1397.2.2 大气数据 1407.2.3 数据预处理 1407.3 反演验证方法 1407.3.1 反演验证方法的可行性分析 1407.3.2 反演基模拟亮温和参考模拟亮温的对比 1427.3.3 根据微波探测仪各通道的主要探测范围验证反演结果 1427.4 反演结果及其验证 1437.4.1 MWTS-II反演温度廓线的验证 1447.4.2 MWHTS反演温湿廓线的验证 1467.5 本章小结 150参考文献 150第8章 MWHTS和MWTS-II融合反演海面气压 1538.1 引言 1538.2 数据及预处理 1548.3 星载微波遥感海面气压原理 1558.3.1 微波遥感海面气压理论基础 1558.3.2 MWHTS和MWTS-II对海面气压的敏感性测试 1588.4 算法和实验设计 1628.4.1 基于深度神经网络的海面气压反演方法 1628.4.2 反演实验设计 1638.5 实验结果 1648.5.1 通道对反演海面气压的贡献测试结果 1658.5.2 MWHTS和MWTS-II融合反演海面气压结果 1678.6 本章小结 169参考文献 170第9章 MWTS-II对海面气压的敏感性测试研究 1739.1 引言 1739.2 数据和模型 1749.3 基于DNN的MWTS-II对海面气压的敏感性测试方法 1749.4 实验设计 1759.5 实验结果 1779.5.1 MWTS-II模拟亮温的计算结果 1779.5.2 MWTS-II对海面气压的敏感性测试结果 1789.5.3 基于模拟亮温的海面气压反演结果 1819.5.4 基于观测亮温的海面气压反演结果 1839.6 算法稳定性评估 1859.7 本章小结 186参考文献 186第10章 60GHz和118GHz的海面气压探测能力对比 18810.1 引言 18810.2 数据分类及验证 18910.3 算法和实验设计 19210.4 实验结果 19310.4.1 60GHz通道组合和118GHz通道组合反演结果对比 19310.4.2 60GHz扩展通道组合反演结果 19610.4.3 MWTS-II和MWHTS反演结果对比 19810.5 本章小结 201参考文献 202彩图