一种气压传感器新型标定补偿方法（英文）

通常气压传感器的标定补偿方法复杂耗时,开发了一种新的方法去简化气压传感器的标定补偿。首先,设计恒温结构,并通过PID算法自动调节,使气压传感器的核心敏感元件工作于某一个固定温度(此温度稍高于气压传感器需要工作的最高温度点);其次,把气压传感器在与这个固定温度点相等的环境温度下进行标定;最后,完成标定后不管环境温度如何变化,气压传感器敏感元件始终工作在一个恒定的温度,因此气压传感器的标定与补偿可以得到简化。经测试,气压传感器在一定的环境温度范围内实现恒温工作,标定后可以以较高的精度测量气压,实验结果表明经过标定补偿后的气压传感器可以在实际中应用。     

关于气象能见度理论与观测的讨论

为了澄清气象能见度理论与应用方面的概念,促进气象能见度观测技术的发展,从大气能见度与视觉现象出发,根据大气散射和辐射传输理论,明确了气象能见度的量值约束与物理含义,考察了若干典型天气条件下气象能见度的特征,给出了灯光能见距离、气象光学视程与气象能见度的关系。在此基础上,讨论了气象能见度观测的基本原理、存在问题和改进思路。研究成果对于气象能见度观测的误差分析、方法改进和资料比对,以及空间斜程能见度的探测具有参考价值。     

地基云图识别的光照补偿算法

为研究地基云图云状识别中的光照补偿问题,针对可见光地基云图,提出了一种基于BEMD与Closed-Form景物提取算法相结合的地基云图光照补偿算法对云图进行预处理,经过去光照处理后的云图,再进行Hilbert谱特征提取,最后进行云类的识别。与基于L1的全变分模型的光照补偿算法相比,可有效地去除云图的光照影响,又不至于去掉云图自身的信息,且与背景区别明显。试验结果表明,使用该方法与未进行处理的云图相比识别率提高4.17%~18.88%。     

数字式气压传感器静态性能测试与评估

为了掌握硅压阻、数字式振筒和硅电容3种气压传感器的静态性能,进行了2次静态性能测试（非线性、迟滞、重复性）、温度测试和长期稳定性试验,并对相应各项性能进行了评估和比较。结果表明,硅电容式传感器静态特性和温度稳定性均优于其他2种;振筒式静态特性在不同环境温度下均表现良好且较稳定;常温下,硅压阻传感器表现良好,性能与振筒式接近,但低温条件下,性能下降明显,温度系数达0.002 1 hPa/℃。3种传感器长期稳定性比较结果说明了引入年漂移量作为周期检定的必检项目的必要性,测试结果也证明硅电容式气压传感器已达到了气象观测业务使用要求。     

星载激光多普勒测风雷达鉴频系统仿真(I):基于Fizeau干涉仪的Mie通道大气风速反演研究

研究了星载激光多普勒测风雷达系统结构,构建了基于Fizeau干涉仪的鉴频仿真系统,仿真研究了Mie通道风速反演算法,并利用无线电探空数据集仿真结果统计分析了Mie通道大气水平视线(HLOS)风速反演误差.仿真和统计结果表明,基于Fizeau干涉仪的Mie通道可反演低对流层大气风速;低对流层HLOS风速误差和标准差分别小于1 m·s-1和2 m·s-1;气溶胶和云的分布影响星载激光多普勒雷达测风误差,可使风速最大偏差增大一倍.     

大气相干长度测量中几个关键技术指标的分析

为规范大气相干长度的测量,保证测量数据的准确性,通过对大气相干长度测量中采样频率、采样时长、曝光时间等关键问题的分析,并结合国内外相关研究成果,确定了差分像运动测量仪的采样频率应不低于100 Hz、采样时长应不短于20 s ,单帧图像曝光时间应不长于沿测量光路的格林伍德时间常数,样本数应不少于2 000帧。     

利用地基红外高光谱发射率数据进行云参数反演(2): 云滴有效半径和云水路径反演

云滴有效半径和云水路径等微物理参数是了解云的形成过程、辐射效应以及云、气溶胶和降水相互作用等问题的重要数据。利用地基红外高光谱辐射数据开展了云微物理参数反演方法研究。针对光谱数据的特点,进行了基于云层发射率光谱和辐射光谱的敏感性分析,在此基础上建立了云微物理参数与云发射率光谱差值和斜率等特征参数有关的查找表关系。具体特征参数包括：热红外波段862.1和934.9 cm-1的云层发射率之差、中红外波段1 900.1和2 170.1 cm-1的云层发射率之差、热红外波段900～1 000 cm-1区间的发射率光谱斜率和辐射值光谱斜率、1 100～1 200 cm-1区间的发射率光谱斜率和辐射值光谱斜率等。研究了臭氧波段云层透过率的计算方法及对查找关系的约束性,选择了1 050～1 060 cm-1区间的云层透过率平均值作为约束特征参数。实现了基于逐步搜索法的多重查找反演云滴有效半径和光学厚度,并可通过经验关系计算云水路径。研究表明,该算法得到的水云的云滴有效半径与ARM计划中的MICROBASE产品基本相当,冰云的云滴有效半径相对偏小,两者的云水路径反演结果差异较大。该反演算法较适合于光学厚度小于6的薄云。     

一种基于季节指数的灰色马尔科夫气温预测模型

提出一种根据气温历史数据的年际周期性和季节性变化规律建立的基于季节指数的灰色-马尔科夫气温预测模型.模型将纵向与横向分析相结合方法运用到气温预报之中,通过季节指数修正气温的横向季节性变化,再用灰色模型进行预测,最后通过马尔科夫进行误差修正.实例运用中,对广州市的2000年月平均气温进行预测,在与历史数据的对比中表明,模型预测结果较为准确,可靠性较好.并讨论说明该模型也可推广到其他具有周期特征的非平稳时间序列的预测中,并大大提高预测精度.     

阈值与纹理相结合的云识别方法

为了利用大气向下红外辐射进行云的地基红外遥感,分析了晴空辐射阈值的确定方法以及有云天空和晴空的LBP谱,进一步提出了阈值与纹理相结合的云识别方法.辐射阈值法可以逐像元地进行云识别,但一旦阈值确定不准,会导致云识别误差较大;有云与晴空的LBP谱有明显差异,可以利用晴空相似度周值进行云识别,但由于计算LBP谱需要在较大区域...     

利用地基红外高光谱发射率数据进行云参数反演(1): 云相态判别

云相态是气候模式中的重要参数,也是遥感反演过程中进行云滴有效半径、云水含量等微物理参数反演的重要前提。在研究了云层有效发射率光谱对云相态敏感性的基础上,提出了基于云层有效发射率光谱的云相态表达特征,包括800～900 cm-1区域的有效发射率斜率、900～1 000 cm-1区域的有效发射率斜率、上述两个区域的有效发射率斜率之差、862.1与989.8 cm-1的有效发射率之比、862.1与989.8 cm-1的有效发射率之差、1 900.1与2 029.3 cm-1的有效发射率之比、远红外窗区有效发射率平均值与900 cm-1有效发射率之比等7个特征。建立了利用支持向量机进行云相态判别的方法,开展了模拟数据验证试验,并利用遗传算法优化了支持向量机的径向基核函数参数和惩罚因子。将该方法用于处理ARM计划中SGP站点的AERI仪器获得的数据,得到的云相态判别结果与Shupe提出的多仪器综合判别结果进行了比较。结果表明,利用红外波段不同窗区的有效发射率光谱特征可以实现发射率低于0.95的云层的相态判别,建立的基于支持向量机的云相态判别方法与Shupe方法的总体判别结果较为一致,但有约30%的云层由于发射率较大而标记为不透明云。基于红外高光谱发射率数据的云相态判别技术充分考虑了光谱斜率、比值和差值等信息,是较为稳定有效的薄云相态判别方法。