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申请/专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所

摘要：本发明涉及平流层大气温湿度廓线的探测方法，具体涉及窄谱段高分辨率平流层大气温湿度探测方法，为解决现有技术中存在的平流层探测通道少，且宽谱段仪器存在无效通道或通道冗余不足之处。本发明一种窄谱段高分辨率平流层大气温湿度探测方法，主要包括以下步骤：探测谱段选择、获取入射辐亮度、转换亮度温度以及反演获得温度廓线或湿度廓线；其中探测谱段选择包括基于高分辨率的光谱通道粗选、光谱通道细选以及最佳探测谱段选择，最终选出的最佳探测谱段为窄谱段，采用高光谱分辨率和窄谱段提高探测光谱的有效性以及数据处理效率。

主权项：1.一种窄谱段高分辨率平流层大气温湿度探测方法，其特征在于：S1、确定探测参数对应的目标气体吸收带以及光谱分辨率，计算大气成分的吸收光谱并删除吸收带内的干扰光谱通道；探测温度时，当16km≤h＜31km，光谱分辨率δσ≤0.1cm-1；当31km≤h≤50km，光谱分辨率δσ≤0.03cm-1；探测湿度时，光谱分辨率δσ≤0.1cm-1；其中，h表示平流层高度；S2、在S1中删除后剩余的光谱通道中，选择所有处在吸收带波峰和波谷的光谱通道，作为第一备选光谱通道组，其数量计为M1；S3、计算S2中第一备选光谱通道组以外的每个光谱通道的透射率权重函数及其峰值对应的大气高度层；将每个大气高度层中的光谱通道按照透射率权重函数峰值和透射率权重函数的曲线宽度由大到小排列，选出按峰值排列的前m个光谱通道作为第二备选光谱通道组，按曲线宽度排列的后m个光谱通道作为第三备选光谱通道组，第二备选光谱通道组和第三备选光谱通道组汇总并去除重复通道后的总通道数量M2≤2mn；其中，n为大气高度层的数目，m取值需使得|M2-M1|取到最小值；则总备选通道组的通道数量M3＝M1+M2；S4、基于总备选通道组，利用信息熵分布迭代法，以选取指标为参考，迭代选出有效光谱通道组；所述选取指标是指信息容量、自由度或大气可反演指标；S5、根据光谱分辨率和探测器像元数目计算探测参数的光谱范围；S6、将S4的有效光谱通道按照波数从小到大排列，以每个有效光谱通道为起点，依次截取对应S5中光谱范围的窄谱段；S7、分别计算S6中各窄谱段内有效光谱通道的探测参数的Jacobian矩阵，并统计其峰值对应的大气高度层；S8、确定具体探测高度范围，将该大气高度范围内的窄谱段按含有的大气高度层数目由高到低排列，选取大气高度层数目排在前三位的窄谱段，将其中具有最大选取指标的窄谱段作为该大气高度范围内的最佳探测谱段；S9、获取最佳探测谱段中所有探测光谱通道的入射辐亮度，所述探测光谱通道根据光谱分辨率确定；S10、将入射辐亮度转换为亮度温度；S11、使用物理反演方法或统计反演方法由亮度温度获取探测参数廓线。

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