大气透过率

摘要： 针对场地辐射定标难以实现遥感器全动态范围自动化定标的问题,提出基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨定标方法,以“小”而“亮”的自动化点源作为参照目标,并以现场同步测量为主,辅以简化的辐射传输计算获取大气透过率与遥感器入瞳辐亮度,根据多能级反射点源阵列设置与系统点扩散函数检测,线性回归法提取点源目标响应统计值,实现高分辨率光学遥感卫星在轨调制传递函数检测与全动态辐射定标。试验结果表明,基于反射点源阵列的在轨调制传递函数检测结果与刃边法差异优于5.0%,辐射定标结果与灰阶靶标法差异优于4.0%,不确定度优于3.0%,反射点源阵列法有望在全谱段范围内实现高分辨率光学遥感卫星的辐射与几何综合定标。

摘要： 为了满足现代战争的需要,对来袭目标的精确测量显得尤为重要。当前应用的主流探测手段是雷达探测。由于雷达为主动探测,在探测的过程中会暴露自己,很容易被敌方反辐射武器针对,而且武器隐身技术成为当下的主流,雷达的局限性愈发明显。红外被动测量方法则不然,任何有温度的物体都会辐射能量,利用此特性,既不会暴露自己,也可以很精确地获取来袭目标的距离温度信息。基于上述背景,本文利用美国空军大气传输软件MODTRAN生成不同温度、距离下目标在不同波段的透过率数据,利用Matlab计算出不同温度、距离下目标所对应的辐照度,通过对辐照度数据的分析与仿真,本文提出了红外目标的温度线和距离线概念,利用目标温度线及距离线,提出了两种新的红外被动测距方法。

摘要： 太赫兹7~10 THz与红外相邻,在空间态势感知、目标探测领域具有独特的优势。本文基于辐射传输原理对大气背景辐射特性进行研究。利用高分辨率分子吸收谱线数据库(high-resolution transmission molecular absorption database,HITRAN)对大气辐射传输模拟器(atmospheric radiative transfer simulation,ARTS)进行太赫兹高频段频谱扩展。结合欧洲中尺度天气预报中心再分析数据集中期(European center for medium-range weather forecasting reanalysis-interim,ERA-interim)仿真冬夏两季海洋与沙漠的大气透过率。再选用窗口频段和吸收频段的点频仿真月平均和单日全球大气背景亮温,分析温度和水汽敏感性。结果表明,吸收频段相较于窗口频段背景亮温更低更稳定,可作为空间目标探测的频段选择;窗口频段亮温的主要贡献来自温度水汽变化频繁的对流层0~10 km高度,吸收频段则来自于温度水汽稳定的平流层15~30 km高度,这是导致大气背景亮温差异的重要原因。

摘要： 红外辐射特性是红外探测系统进行目标识别的主要依据.基于辐射传输原理,面向临近空间对地探测目标与背景的红外特性进行研究.利用全球大气廓线反映全球大气状况先验知识,设计了一套临近空间对地探测红外特性研究的辐射传输仿真方案.利用MODTRAN模型进行仿真,量化临近空间对地探测目标与背景的红外特性差异,分析传感器最优透过率波段以及红外辐射特性的影响因素.结果表明,大气透过率以及目标与背景的红外辐射差异随着临近空间传感器高度的增加而减小,且与大气状况密切相关;得出了传感器在3～14μm范围内的最优透过率波段;季节、大气能见度与传感器观测角度对目标与背景的亮温差异造成的影响不可忽略.

摘要： 为检验辐射传输方程改进算法推广用于反演LandSAT8海表温度(SST)的可行性及适用条件,本研究在修订算法部分参数的基础上,分别反演出算法改进前后的LandSAT8 SST并进行比较.MODIS SST验证表明改进算法对大气透过率偏差和SST偏差均有明显改善,除2019-08-21图像外,其他3景图像SST偏差在0.5°C左右;浮标SST验证表明改进算法在近岸海域对SST偏差改善效果同样显著,其平均偏差bias和均方根误差rmse分别减少到0.14、0.18°C,基本可以忽略不计;进一步研究发现,改进算法SST反演精度与研究海域大气透过率分布均匀程度呈显著的正相关关系,R2[bias(SST)]=0.9207,R2[rmse(SST)]=0.9340.使用改进算法遥感监测电厂温排水:嵩屿电厂表层海水温升羽流不明显;而后石电厂表层温升现象最显著,温升幅度和扩散影响范围最大,在其排水口附近存在稳定的高温水体(温升>3°C);晋江电厂表层温升羽流呈扇形分布,流轴短,主要集中在排水口附近.

摘要： 大气透过率是影响红外辐射传输的重要因素。由于基于海上实际气象参数的有关云对红外波段大气透过特性影响的研究还相对薄弱,因此海上红外透过率的计算不可避免地存在计算误差。构建了我国海上区域实际大气参数廓线,以海洋为下垫面,嵌入成熟、通用的大气辐射传输模型,还原真实大气环境中云遮挡对红外辐射传输的影响。研究发现,海上大气温度、湿度等参数随时空变化较大,直接影响大气透过率计算结果;以区域实际大气环境参数作输入,海洋为下垫面,计算发现云底高和云厚的变化对海上大气透过率具有明显影响,影响程度与云参数以及探测器和云层的几何位置关系密切相关。研究结果表明尽可能还原真实大气环境是研究云对海上红外辐射传输影响的基础,大气环境对计算结果造成的误差不容忽视。

摘要： 大气透过率的计算是红外辐射传输计算的核心,RTTOV(Radiative Transfer for TOVS)通过建立大气廓线中温度、水汽、臭氧和其他气体浓度等参数与卫星通道透过率的统计关系,可实现卫星通道透过率和大气顶辐射率的快速准确计算.但在一些复杂吸收波段,如水汽波段,RTTOV的计算误差较大.为提高RTTOV在水汽敏感波段的计算精度,利用机器学习中的梯度提升树(Gradient Boosting Tree,GBT)方法,选取从ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的IFS-137(The Integrated Forecast System,137-level-profile)廓线集中挑选的1406条廓线和由此计算的透过率真值作为样本,选取风云三号气象卫星上搭载的红外分光计(InfraRed Atmospheric Sounder,IRAS)通道12(7.33μm)进行个例研究,分别建立陆地和海洋晴空大气等压面至大气层顶透过率的快速计算模型(GBT模型).通过和透过率、亮温真值的比较,验证了GBT模型.比较结果显示,GBT模型预测的透过率平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)为:陆地0.0012,海洋0.0009;均方对数误差(Mean Squared Logarithmic Error,MSLE)为:陆地0.0215,海洋0.0095,均小于RTTOV直接计算的透过率的误差(陆地、海洋的MAE分别比RTTOV小0.0008和0.0010,MSLE分别比RTTOV小0.0135和0.0227);由GBT模型计算的亮温MAE分别为:陆地0.0949 K,海洋0.0634 K,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为:陆地0.1352 K,海洋0.0831 K,也都小于RTTOV直接模拟的晴空亮温误差(陆地、海洋的MAE分别比RTTOV小0.1685 K和0.1466 K,RMSE分别比RTTOV小0.1794 K和0.1685 K).本研究的结果表明,在IRAS红外水汽波段,GBT预测的透过率和亮温误差比RTTOV小.机器学习有提高水汽波段正演精度的潜力,或可为辐射传输的快速计算提供可行的替代方法.

摘要： 针对使用NCEP再分析数据和辐射传输方程法反演SST出现偏差较大的问题,以HJ-1BSST反演为例,从修正大气透过率入手,提出中心点算法和均值点算法2种辐射传输方程改进算法.2种改进算法对大气透过率偏差和HJ SST反演偏差均有明显改善,反演的HJ SST与MODIS SST均呈现显著的一致性.MODIS SST验证表明2种改进算法的平均偏差和均方差在0.5°C左右;浮标S S T验证表明均值点算法的反演精度较高,其平均偏差为0.55°C,而中心点算法的为0.81°C.

摘要： 针对PM2.5质量浓度在空间不同高度上的分布测量较难这一问题,采用激光雷达和大气透射仪以及粒径谱仪进行联合探测,反演PM2.5质量浓度廓线.考虑相对湿度等因素的影响,通过大气透射仪和粒径谱仪建立地面PM2.5质量浓度与大气透过率之间的函数关系.以大气透射仪所测地面大气透过率值为基准,修正激光雷达大气透过率在高空的边界值,结合Fernald后向积分法反演出大气透过率的垂直分布.依据建立的函数关系和大气透过率垂直分布,得到PM2.5质量浓度廓线,并采用HYSPLIT后向轨迹分析不同高度层气溶胶的输送和动态变化.通过激光雷达、大气透射仪和粒径谱仪的联合探测实验,结果表明:经大气透射仪修正后,大气透过率垂直分布精度得到了提高,PM2.5质量浓度廓线很好的反映了气溶胶垂直分布的微物理变化特征.

摘要： 红外辐射的大气透过率参数是红外辐射研究中的一个重要参数,其计算过程比较专业和复杂.在介绍拉格朗日插值法原理的基础上,针对红外探测器所处海拔高度以及与目标距离变化时大气透过率计算问题,应用插值法对MODTRAN软件计算的平均透过率数据进行插值运算处理,得到实际应用中需要的参数.实践表明:该插值方法计算过程方便快捷,精度高,效果良好,该方法在工程应用中具有一定参考价值.

摘要： 主要利用MODTRAN5.0分析了2～12μm波段五种类型的边界层气溶胶对整层大气透过率的影响及背景对流层气溶胶对高空传输背景下透过率的影响.结果表明:对于2～12μm波段的整层大气,气溶胶在某些波段对大气透过率的影响较大,尤其是在2.0～2.5μm及3.5～4.0μm波段,例如:城市型气溶胶在能见度VIS=5km下的透过率(与不考虑气溶胶时相比较)降低了20％;大气能见度越低,气溶胶对大气透过率贡献越大,例如:乡村型气溶胶在VIS=5km时透过率最大降低了15％,在VIS=23km时透过率最大仅降低了4％;两种背景对流层气溶胶的透过率最大降低了9.25％及8.97％,就其绝对偏差而言,在误差允许范围内,计算高层大气透过率时可以不考虑背景对流层气溶胶类型的影响.但计算整层大气透过率时不仅需要考虑气溶胶类型对透过率的贡献,同时需要考虑能见度对透过率的影响.因此对于地基测量系统需要考虑边界层气溶胶对其辐射的衰减,尤其是能见度较低的时候;对于机载光电系统气溶胶对其能量衰减小,尤其在10km以上传输高度,且适当的提高初始传输高度可以减小大气对其衰减.

摘要： 红外辐射在大气中传输时透过率参数是红外辐射研究中的一个重要参数,为了深刻了解大气对红外辐射的衰减影响,理论上分析了影响红外辐射大气透过率的主要因素,探讨了造成大气衰减主要成份如水蒸气、二氧化碳、臭氧以及气溶胶等物质对红外辐射的吸收和散射作用,最后,基于MODTRON软件对目标周围环境大气的红外辐射透过率进行了仿真计算.

摘要： 南海气象观测站非常稀少,为了准确构建南海大气参数廓线,利用2011年南海GPS掩星资料进行统计计算,详细分析了南海气温、气压、水汽压、大气折射指数随海拔高度分布的特征,并和MODTRAN4模式大气进行了对比.结果表明:利用GPS掩星资料构建南海区域大气参数廓线的方法是可行的;南海大气参数廓线具有明显的局地性,对流层顶高度为171m;南海区域的大气透过率具有局地性和季节变化特征.构建的南海大气参数廓线对于大气辐射传输及光学工程等应用领域具有一定的参考价值.

摘要： 以我国南海区域为例,利用MODTRAN大气辐射传输模型,输入该区域大气廓线数据,对比分析气溶胶对海空背景下红外波段大气透过特性的影响.研究表明,气溶胶、温度和季节对大气透过特性均有一定影响;南海区域大气透过率随季节变化很大,夏季比冬季小10％以上,同一天中00UTC大气透过率略大于12UTC;采用近似国外模式大气带来的误差最大可达到50％以上.研究结果充分说明:海洋上空红外波段大气透过特性分析计算中引入实际大气廓线数据具有重要的军事和工程应用意义.

摘要： 针对激光武器损伤反舰导弹的问题，研究了激光对红外制导反舰导弹探测器的干扰。以激光辐照光伏型锑镉汞红外探测器为例，建立了激光对红外制导反舰导弹探测器的干扰模型，推导了激光大气传输的大气透过率，计算了1.06μm激光海上大气传输的大气透过率，估算了对远距离红外制导反舰导弹探测器实现有效干扰所需发射的激光能量，得出了一些有价值的数据和结论。可行性分析后得出结论：目前条件下，激光对红外制导反舰导弹的破坏是可行的。

摘要： 在目标红外辐射特性分析中，大气辐射传输的影响是不可忽视的。为了分析不同气候条件下大气对目标红外辐射的影响，在可视化红外辐射分析仿真系统中引入大气辐射传输计算，实现大气传输中目标红外辐射特性可视化计算。空中目标可视化红外辐射分析仿真系统利用图形处理器及红外辐射理论，以像素为基本单元，计算目标零视距红外辐射特性，再通过LOWTRAN7给出大气背景辐射、大气透过率对每个像素辐射特性进行修正，最后，叠加有贡献的像素辐射值从而得到空中目标的红外辐射。

摘要： 由热红外波段获得的影像是地物发射的热辐射量的直接记录，可用于地面温度和热量空间分布的动态监测。本文利用MODIS数据可见光波段、近红外波段和中红外波段，获得提取地表温度所需要的两个基本参数：地表比辐射率和大气透过率；然后对热红外波段b31、b32运用劈窗算法提取出陕北地区地表温度；并利用两种小同经验公式参数得出的结果与相应位置气象观测站观测的卫星过境时刻的地表气温进行比较。结果表明，劈窗算法简化模式能获得较准确的地表温度，符合陕北地区的实际地表状况。本研究证明了应用该简化模式可以在大范围内快速实时监测地表温度.

摘要： 在天空背景红外辐亮度经验公式基础上，给出天空背景红外辐射亮度工程计算的实现方法，并提供了引入了高度修正的红外辐射大气透过率计算方法，实现了任意路径天空背景红外辐射亮度的计算。文中给出了计算实例，计算所需大气光学特性参数全部可查相关手册获得。

摘要： 利用ASTER热红外数据，用劈窗算法反演南京城市地表温度。反演过程中，利用MODIS数据的近红外波段反演大气水气含量并根据大气水气含量与热红外波段的统计关系计算得到大气透过率，由普朗克公式得到亮度温度，地表比辐射率取定值0.96。反演结果显示，南京城市存在明显“热岛效应”，当日南京地表温度普遍在23-56°C范围内，反演结果较理想。

摘要： 提供一种用于测量水分透过率和透光率的基于图像处理的系统以及使用所述系统测量水分透过率和透光率的方法，所述用于测量水分透过率和透光率的基于图像处理的系统的特征在于包括：涂布纸，其在与金属材料的涂覆条件相同的涂覆条件下进行涂覆；成像盒部分，其用于对所述涂布纸成像以获得第一图像；显微镜，其用于对所述涂布纸成像以获得第二图像；以及RGB值确定程序，其用于获得所获得的第一图像和第二图像中的每一个的RGB值，其中根据所述第一图像的RGB值评估透水性，并且根据所述第二图像的RGB值评估透光率。

摘要： 本发明提供了一种扩大气体透过率测试仪的测试量程的系统、测试仪及方法，第一测试腔体的内腔开口和第二测试腔体的内腔之间用于放置试样，第一测试腔体至少开有与内腔连通的第一通孔，第一通孔与试验气体管路连通；第二测试腔体至少开有第二通孔和第三通孔，第二通孔与第一载气管路连通，第三通孔与混流装置的第一输入端口连通，混流装置的第二输入端口与第二载气管路连通，混流装置的输出端口与气体传感元件连通，第二载气管路上至少设有一个阀门；本发明能够在不改变气体传感元件精度的基础上扩大气体透过率测试仪的测试量程，同时又不至使气体透过率测试仪的整体成本过高。

摘要： 本发明公开了一种大气气溶胶红外散射透过率计算方法。红外辐射在大气中传播时大气气溶胶散射是能量衰减的原因之一。通过考虑气溶胶密度随高度变化，结合大气能见度参数，建立了在水平均匀传播和斜程传播两种情况下红外线的大气气溶胶散射透过率工程计算方法。水平均匀传输下，在中长波波段对大气气溶胶散射透过率采用常规积分求均值方法计算，与采用波长中值的工程计算方法对比，表明后者具有足够的工程精度；对于斜程传播情况，通过对高度积分得到大气气溶胶红外散射透过率的斜程传播计算公式。本发明对于建立大气透过率精确计算模型，构建红外探测器对红外目标探测性能计算方法以及分析大气透过率的影响因素等具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种基于无人机的红外波段大气透过率快速测量方法及系统，包括：步骤M1：对比实验室无人机红外辐射强度与外场无人机红外辐射强度，提取出外场大气的大气透过率；步骤M2：根据外场大气的大气透过率得到外场大气的衰减系数；步骤M3：基于外场大气的衰减系数根据贝尔定律得到任意距离下的大气透过率。本发明操作简单、对外场采集系统要求不高并且可实现水面、沼泽等特殊环境的大气透过率快速测量，将测量的不确定度降低到6％左右。

摘要： 本发明公开了一种近红外多个激光波段整层大气透过率和水汽总量的测量仪，可见到近红外多个激光波段整层大气透过率和水汽总量测量仪，工作时太阳跟踪测量探头和二维旋转转台正面朝南水平放置，工控机发命令给采集控制电路板，通过光电开关零位检测找到水平和俯仰零位后控制二维旋转转台回到正南和水平初始位置，根据天文视日轨迹粗跟踪方法使太阳跟踪测量探头指向太阳，并启动四象限精跟踪，使探头的测量光筒对准太阳，太阳平行光经光筒内透镜聚焦后，可见到近红外光经滤光片分光后到达探测器，形成电信号送入采集控制电路板，通过滤光片旋转，可将11个波段和背景信号存入采集控制电路板，再传送到工控机存储和显示。

摘要： 本发明公开了高光谱分辨率整层大气透过率测量方法，利用目标跟踪装置获取透过大气层的太阳光或星光作为信号光，利用高度相干性的窄线宽激光器作为本振激光，将透过大气层的信号光和本振激光在外差探测器中进行光学混频，并依次经过中频滤波器和平方律探测器后，再次送入到带通滤波器中滤除噪声，并最终被计算机采集得到透过大气层的信号光和本振激光合束产生的外差信号，对该外差信号进行处理，获取透过大气层的微弱信号光的高分辨率光谱，用于整层大气透过率的实时测量，可用于大气光学、气象研究和大气污染监测、探测等领域，可实现快速响应、实时在线测量高光谱分辨率的整层大气透过率。

摘要： 本发明提供一种微波大气透过率计算方法、装置及电子设备，方法包括：获取大气探空站点的大气数据，并得到大气数据的云中液态水廓线；将大气数据以及云中液态水廓线输入至毫米波传输模型以及米氏散射模型中，得到大气中氧气吸收系数、水汽吸收系数云中液态水消光系数；获取大气消光系数并计算得到大气探空站点的第一微波大气透过率；根据云覆盖程度，将第一微波大气透过率分别基于第一计算方式和第二计算方式，获得晴空区域的第二微波大气透过率以及云覆盖区域的第三微波大气透过率，并基于第二微波大气透过率和第三微波大气透过率得到综合微波大气透过率。本发明能够根据综合微波大气透过率校正并减小大气对微波信号的影响。

摘要： 本发明公开了一种新的空中测量大气透过率的方法，其采用简易黑体装置放置于目标附近，通过高精度测量获得简易黑体辐射亮度，借此测量计算红外相机与目标之间的透过率。并对比激光标定的某斜程路段标准大气透过率，确保该修正方法的有效性，通过此方式获取到的大气透过率的误差可控制在10％以内，相比较现有的测量大气透过率的方式，能够有效地提高测量的精度。

摘要： 本发明提供了一种航空发动机红外光谱辐射计大气透过率实时测试计算方法，包括以下步骤：步骤一、确定测试系统的空间布局方式，提供测试场地的大气透过率测试系统放置位置及测试路线；步骤二、分别对光谱辐射计进行高低温校准；以面源黑体炉为目标，采集距离3米以内的数据，并采集相应发动机目标测试距离的数据；步骤三、通过步骤二中的结果获取大气透过率的测试值，通过仿真软件获取大气透过率的计算值，将大气透过率的测试值与大气透过率的计算值进行比较，以判断大气透过率的测试值的有效性。本发明能够有效、可靠的为测试大气透过率提供合适的方法，为试验数据的准确性提供保障。

摘要： 本发明公开了一种大气气溶胶红外散射透过率计算方法。红外辐射在大气中传播时大气气溶胶散射是能量衰减的原因之一。通过考虑气溶胶密度随高度变化，结合大气能见度参数，建立了在水平均匀传播和斜程传播两种情况下红外线的大气气溶胶散射透过率工程计算方法。水平均匀传输下，在中长波波段对大气气溶胶散射透过率采用常规积分求均值方法计算，与采用波长中值的工程计算方法对比，表明后者具有足够的工程精度；对于斜程传播情况，通过对高度积分得到大气气溶胶红外散射透过率的斜程传播计算公式。本发明对于建立大气透过率精确计算模型，构建红外探测器对红外目标探测性能计算方法以及分析大气透过率的影响因素等具有重要意义。