紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法
【專利摘要】本發明屬于信號特征控制技術【技術領域】，具體涉及一種紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法。該方法包括以下步驟：步驟一：設置計算參數；步驟二：選擇氣象模式；步驟三：根據選取的氣象模式調用MODTRAN軟件中相應的計算模型來進行大氣傳輸修正參數計算；步驟四：設置大氣傳輸修正數據計算的網格密度，計算出距離測量站位址不同觀測高度和水平投影距離位置點的大氣透過率和背景輻射亮度；步驟五：調用計算出的大氣透過率和背景輻射亮度網格數據表格，對數據進行差分，得出不同觀測仰角和觀測距離點的大氣透過率和背景輻射亮度變化曲線。該方法可實現對獲取的目標紅外輻射特性試驗數據的實時快速處理。
【專利說明】紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于信號特征控制技術【技術領域】，具體涉及一種紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法。
【背景技術】
[0002]大氣傳輸和背景輻射特性研究在目標光學特性研究和光電探測系統設計等諸多領域內廣泛應用，是對紅外特性測量結果進行定量化處理的重要環節。在外場動態測量目標紅外輻射特性時，需要現場實時對目標的紅外輻射特性進行評估分析，其中，大氣傳輸快速修正方法是目標紅外輻射特性實時分析處理的關鍵環節之一。當前，國內大氣傳輸修正計算普遍采用國外成熟的商用軟件模型，在這些軟件實際應用時，由于需要人機交互輸入計算參數和軟件運算速度相對較慢的原因，使得這些計算軟件主要用于無苛刻時間要求的試驗數據的事后分析。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，以實現對獲取的目標紅外輻射特性試驗數據的實時快速處理。
[0004]為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為:
[0005]一種紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一:設置計算參數；
[0007]步驟二:選擇氣象模式；
[0008]步驟三:根據選取的氣象模式調用MODTRAN軟件中相應的計算模型來進行大氣傳輸修正參數計算；
[0009]步驟四:設置大氣傳輸修正數據計算的網格密度，計算出距離測量站位址不同觀測高度和水平投影距離位置點的大氣透過率和背景輻射亮度；
[0010]步驟五:調用計算出的大氣透過率和背景輻射亮度網格數據表格，對數據進行差分，得出不同觀測仰角和觀測距離點的大氣透過率和背景輻射亮度變化曲線。
[0011]所述步驟一中的計算參數包括需要計算的波段范圍，測量站位址的緯度信息、海拔高度、觀測時間，測量站位置的地面環境參數一包括溫度、濕度、大氣壓力、能見度、觀測仰角、被測目標的高度。
[0012]所述步驟二中的氣象模式，包括標準大氣，本地統計模式一包括東南沿海、中緯度冬季、中緯度夏季，地面氣象參數與標準大氣結合，地面參數與統計模式結合，探空氣象數據模式。
[0013]當選取探空氣象數據模式時，需要事先獲取分層氣象參數，包括:海拔高度、大氣壓力、溫度、濕度、CO2濃度和O3濃度。
[0014]所述步驟四中的網格密度為0.5km。
[0015]所述步驟五，在實際測量時，結合被測目標的軌道信息，通過查表的方法實時獲取測量站位址到被測目標所在位置的大氣透過率和背景輻射亮度值，進行快速的大氣傳輸修正。
[0016]本發明所取得的有益效果為:
[0017]本發明所述紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法結合大氣環境條件變化相對緩慢的特點，在進行試驗準備時根據實測的地面環境參數和探空氣象數據，使用大氣傳輸修正模塊計算輸出大氣透過率和背景輻射亮度網格數據；將計算出的數據導入紅外定量處理軟件并進行差分，結合被測量目標的軌道信息，通過查表的方法可以得到目標軌道上的大氣透過率和背景輻射亮度數據，可滿足現場實時快速評估分析獲取的目標紅外輻射特性的應用需求；
[0018]本發明所述紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法可根據輸入的大氣環境參數、地理坐標、氣象模式、計算網格密度等信息進行自動計算，并輸出大氣透過率和背景輻射亮度計算結果，提供給紅外成像測量分析系統中的紅外定量處理軟件作為大氣傳輸快速修正的必要參數；具有實時、簡潔、人性化的特點，通過有限的參數輸入實現快速、直觀的給出結果;
[0019]本發明所述紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法在保證了大氣傳輸修正數據計算精度的同時，簡化了參數輸入的步驟和計算時間，極大地提高了數據計算和處理的效率，解決了以往大氣傳輸修正只能在事后進行的弊端，而且在計算時可以使用實際測量的環境參數和探空氣象數據，使大氣傳輸修正數據的精度得到了保證。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0022]如圖1所示，本發明所述紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法包括以下步驟:
[0023]步驟一:設置計算參數:包括需要計算的波段范圍，測量站位址的緯度信息、海拔高度、觀測時間，測量站位置的地面環境參數——包括溫度、濕度、大氣壓力、能見度、觀測仰角、被測目標的聞度等；
[0024]步驟二:選擇氣象模式:根據實測氣象數據和測量站位址的情況可選擇五個不同的氣象模式，包括標準大氣，本地統計模式——包括東南沿海、中緯度冬季、中緯度夏季等，地面氣象參數與標準大氣結合，地面參數與統計模式結合，探空氣象數據模式；
[0025]步驟三:根據選取的氣象模式調用MODTRAN軟件中相應的計算模型來進行大氣傳輸修正參數計算；
[0026]其中，選取探空氣象數據模式可獲得精度最高的大氣傳輸修正數據，但是探空氣象數據模式需要事先獲取分層氣象參數，包括:海拔高度、大氣壓力、溫度、濕度、CO2濃度和O3濃度等；在不具備探空氣象數據的情況下，選擇地面氣象參數與標準大氣結合或者地面參數與統計模式結合也可以提高數據計算的精度；
[0027]步驟四:網格計算:設置大氣傳輸修正數據計算的網格密度，計算出距離測量站位址不同觀測高度和水平投影距離位置點的大氣透過率和背景輻射亮度；如表I所示，為網格密度0.5km，觀測高度和水平投影距離分別為30km遠時的觀測距離的大氣透過率網格數據；
[0028]表1大氣透過率網格計算結果
【權利要求】
1.一種紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一:設置計算參數； 步驟二:選擇氣象模式； 步驟三:根據選取的氣象模式調用MODTRAN軟件中相應的計算模型來進行大氣傳輸修正參數計算； 步驟四:設置大氣傳輸修正數據計算的網格密度，計算出距離測量站位址不同觀測高度和水平投影距離位置點的大氣透過率和背景輻射亮度； 步驟五:調用計算出的大氣透過率和背景輻射亮度網格數據表格，對數據進行差分，得出不同觀測仰角和觀測距離點的大氣透過率和背景輻射亮度變化曲線。
2.根據權利要求1所述的紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，其特征在于:所述步驟一中的計算參數包括需要計算的波段范圍，測量站位址的緯度信息、海拔高度、觀測時間，測量站位置的地面環境參數——包括溫度、濕度、大氣壓力、能見度、觀測仰角、被測目標的聞度。
3.根據權利要求1所述的紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，其特征在于:所述步驟二中的氣象模式，包括標準大氣，本地統計模式——包括東南沿海、中緯度冬季、中緯度夏季，地面氣象參數與標準大氣結合，地面參數與統計模式結合，探空氣象數據模式。
4.根據權利要求3所述的紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，其特征在于:當選取探空氣象數據模式時,需要事先獲取分層氣象參數,包括:海拔高度、大氣壓力、溫度、濕度、CO2濃度和O3濃度。
5.根據權利要求1所述的紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，其特征在于:所述步驟四中的網格密度為0.5km。
6.根據權利要求1所述的紅外特性測量中大氣傳輸快速修正方法，其特征在于:所述步驟五，在實際測量時，結合被測目標的軌道信息，通過查表的方法實時獲取測量站位址到被測目標所在位置的大氣透過率和背景輻射亮度值，進行快速的大氣傳輸修正。
【文檔編號】G01J1/00GK103674904SQ201210362216
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】姜維維, 馬勇輝, 趙雪松, 王淑華, 朱小芳 申請人:中國航天科工集團第二研究院二〇七所