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基于最优估计法的瑞利激光雷达反演大气温度研究

王煜 张献中 吴同 张益健 孙悦 李世杰 李欣岐 钟凯 闫召爱 徐德刚 姚建铨

王煜, 张献中, 吴同, 张益健, 孙悦, 李世杰, 李欣岐, 钟凯, 闫召爱, 徐德刚, 姚建铨. 基于最优估计法的瑞利激光雷达反演大气温度研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2022-0035
引用本文: 王煜, 张献中, 吴同, 张益健, 孙悦, 李世杰, 李欣岐, 钟凯, 闫召爱, 徐德刚, 姚建铨. 基于最优估计法的瑞利激光雷达反演大气温度研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2022-0035

基于最优估计法的瑞利激光雷达反演大气温度研究

doi: 10.11728/cjss2022-0035
基金项目: 国家自然科学基金
Funds: National Natural Science Foundation of China
  • 摘要: 本研究基于瑞利散射激光雷达对中层大气的回波光子信号,应用最优估计法,对大气温度廓线进行了反演。利用瑞利散射激光雷达方程构建正向模型,根据光电探测器的泊松计数特性来确定测量信号的协方差矩阵,选定大气模型的温度廓线作为先验状态信息,在此基础上确定成本函数,最后利用Levenberg-Marquardt最优化算法对成本函数执行最优化处理。利用平均核矩阵来评估真实信息对反演结果的贡献占比,并对反演结果的不确定度进行了计算。结果证明,正向模型可以正确地描述瑞利散射激光雷达探测大气的真实物理过程。在回波光子信号信噪比高的区域,真实信息对反演结果占主要贡献,且垂直分辨率小。在90km以下的高度范围内反演温度的不确定度在0~10K之间。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-28
  • 录用日期:  2022-11-15
  • 修回日期:  2022-11-05
  • 网络出版日期:  2022-11-29

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