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大气透过率对红外系统作用距离的影响分析

激光与红外 2016年第7期46卷 832-837页

作者：高文静王亚莉殷智勇贺珍 91404部队装备学院

红外系统的作用距离是评价系统探测能力的重要性能指标。研究了大气传输介质对中红外探测波段的影响,计算了典型飞行目标中红外辐射在大气中的传输,分析了红外系统作用距离随相对湿度和大气能见度的变化。结果表明：红外系统作用距离随... 详细信息

红外系统的作用距离是评价系统探测能力的重要性能指标。研究了大气传输介质对中红外探测波段的影响,计算了典型飞行目标中红外辐射在大气中的传输,分析了红外系统作用距离随相对湿度和大气能见度的变化。结果表明：红外系统作用距离随相对湿度的增加而减小,随能见度的增加而增大。对于800 K的目标,在能见度小于8 km的浑浊大气中,8~12μm探测波段的作用距离大于3~5μm。在中等及良好能见度时,8~12μm探测波段的作用距离小于3~5μm波段。为红外探测跟踪系统的设计、性能指标考核与评价提供参考。

关键词：大气透过率红外系统作用距离

中等分辨力的远距离中波红外大气透过率工程计算方法

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光学技术 2021年第6期47卷 728-732页

作者：罗华钧罗刚崔植常亮于银诚赵云何宇中国人民解放军63618部队新疆库尔勒841000

红外大气透过率是分析目标红外辐射特性和红外辐射反演计算的重要基础。针对Modtran等大气透过率计算软件难以与红外辐射特性测量系统集成的问题,在大气透过率经验公式基础上进行推导,提出一种适用远距离、任意传输路径的红外大气透过... 详细信息

红外大气透过率是分析目标红外辐射特性和红外辐射反演计算的重要基础。针对Modtran等大气透过率计算软件难以与红外辐射特性测量系统集成的问题,在大气透过率经验公式基础上进行推导,提出一种适用远距离、任意传输路径的红外大气透过率的工程计算方法。方法基于传输路径上的地理位置对大气分层,使用实测数据提取大气模型参数,实现中等分辨率远距离中波红外大气透过率的快速工程计算。计算结果表明,工程计算得到的平均透过率接近Modtran,且易于与实时系统集成。

关键词：大气透过率大气模型红外辐射

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用太阳光度计获取激光波段大气透过率

红外与激光工程 2019年第S2期48卷 96-103页

作者：陈新民李建玉魏合理(指导) 黄宏华钱仙妹中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室安徽合肥230031

随着激光技术在众多科学领域的应用,激光波段大气透过率的实时获取尤为重要。基于测量和模拟计算分析研究,提出利用太阳光度计测量的数据获取红外波段激光大气透过率的方法,该方法低成本、高时效、可同时获得多激光波段的大气透过率。... 详细信息

随着激光技术在众多科学领域的应用,激光波段大气透过率的实时获取尤为重要。基于测量和模拟计算分析研究,提出利用太阳光度计测量的数据获取红外波段激光大气透过率的方法,该方法低成本、高时效、可同时获得多激光波段的大气透过率。通过与532 nm激光雷达实测结果的对比,误差小于5%,并将该方法与激光传输评估软件根据实时测量的大气参数模拟计算得到的两个红外激光波段透过率进行了对比,统计误差分别小于8.5%和8.0%。该方法对激光工程在实际大气中的应用具有参考价值。

关键词：太阳光度计大气透过率激光传输红外波段对比验证

热红外遥感中大气透过率的研究(一):大气透过率模式的构建

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红外与激光工程 2015年第7期44卷 1692-1698页

作者：龚绍琦孙海波王少峰国文哲李云梅南京信息工程大学地理与遥感学院南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室中国人民解放军73608部队

大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。通过辐射传输模型MODTRAN模拟热红外波段的大气透过率,构建了基于大气模型、气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角等5个因素的大气透过率查找表,分析了不同参数对热红外大气透过率光谱曲线... 详细信息

大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。通过辐射传输模型MODTRAN模拟热红外波段的大气透过率,构建了基于大气模型、气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角等5个因素的大气透过率查找表,分析了不同参数对热红外大气透过率光谱曲线的影响,通过方差分析确定了影响大气透过率的关键因子,针对不同类型的气溶胶模型,构建了基于水汽量、能见度和观测天顶角的常用卫星传感器热红外通道的大气透过率经验模式,解决了卫星热红外遥感中大气透过率精确计算的问题。

关键词：大气透过率热红外遥感 MODTRAN模型模式

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中红外波段高空大气传输透过率及热辐射计算

红外与激光工程 2013年第9期42卷 2324-2329页

作者：刘丹丹黄印博戴聪明魏合理中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031 中国科学院大学北京100049

使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN96、2k、04及08版本）对比计算了中红外2～5μm波段在中纬度夏季（45°N，7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射．结果表明：透过率随着下行传输路径减小而... 详细信息

使用逐线积分（LBL）及四种版本高分辨率分子吸收数据库（HITRAN96、2k、04及08版本）对比计算了中红外2～5μm波段在中纬度夏季（45°N，7月）模式高空大气下行传输的大气分子透过率及热辐射．结果表明：透过率随着下行传输路径减小而增大，热辐射随着传输路径的减小而降低，适当的减小传输路径可以降低高空大气对光电系统应用的影响。96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上透过率的平均绝对偏差均较小，但在某些波段绝对偏差较大，如HITRAN2k在100～10km传输路径上的绝对偏差最大达到了0．81；96、2k和04版本数据库在三种不同传输路径上热辐射的平均绝对偏差的数量级均为10^-6。04版本的平均绝对偏差并非在所有路径中是最小的。计算不同传输路径的大气透过率和热辐射时．采用旧版本的数据库在某些波段可能会产生相当大的误差。

关键词：大气透过率热辐射 HITRAN数据库 LBLRTM软件

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大气透过率的多点移动测量

光学精密工程 2016年第8期24卷 1894-1901页

作者：台宏达庄子波蒋立辉孙东松中国民航大学空中交通管理学院天津300300 中国科学技术大学地球与空间科学学院安徽合肥230026 中国民航大学飞行技术学院天津300300

考虑大气透射仪的光源不稳定性以及光学准直及大气环境的动态变化均会对其测量精度产生影响,本文在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统,以便提高其大气透过率及消光系数的测量精度。该系统采用可移动测试平台,运用多点移动... 详细信息

考虑大气透射仪的光源不稳定性以及光学准直及大气环境的动态变化均会对其测量精度产生影响,本文在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统,以便提高其大气透过率及消光系数的测量精度。该系统采用可移动测试平台,运用多点移动测量的方式测量大气透过率及消光系数。基于理论比较了多点移动大气透过率测量方法与传统大气透射仪测量方法的测量精度,证明了该系统的测量精度高于传统大气透射仪。将该系统与经过良好校正的Skopograph II型大气透射仪在大气环境模拟舱进行了较长时间的对比验证。结果表明,两套系统具有很好的相关性,91.93%的数据对偏差在10%以内,相关系数达0.985 7。在低能见度条件下,多点移动大气透过率测量系统的测量稳定性优于传统大气透射仪。得到的结果显示:该系统能够满足大气透过率和消光系数测量对准确性、稳定性和一致性的要求。

关键词：大气透射仪大气探测大气透过率消光系数多点移动测量

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中波红外大气透过率特性分析

激光与红外 2017年第5期47卷 568-574页

作者：赵帅阳景欣张飞舟胡兴帮贺丽琴马蔼乃晏磊北京大学地球与空间科学学院北京100871 北京大学空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室北京100871

大气透过率是影响太阳辐射以及地表热辐射的一个重要参量。利用MODTRAN辐射传输模型,对中波红外波段(3~5μm)处的大气透过率以及其影响因子的贡献进行了详细的分析。在此基础上,结合MODIS在该谱区设置的6个通道,分别讨论了各吸收气体对... 详细信息

大气透过率是影响太阳辐射以及地表热辐射的一个重要参量。利用MODTRAN辐射传输模型,对中波红外波段(3~5μm)处的大气透过率以及其影响因子的贡献进行了详细的分析。在此基础上,结合MODIS在该谱区设置的6个通道,分别讨论了各吸收气体对通道透过率的影响。结论表明,水汽和混合气体是造成中波红外波段大气透过率衰减最重要的影响因子。MODIS通道透过率与通道光谱响应函数的宽度和气体分子的吸收带位置有关。

关键词：中波红外 MODTRAN 大气透过率 MODIS

基于梯度提升树的大气分层透过率快速计算方法

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气象学报 2020年第5期78卷 853-863页

作者：梁红丽张鹏陈林马刚白文广漆成莉中国气象科学研究院北京100081 国家卫星气象中心北京100081

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... 详细信息

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(Infra Red 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。

关键词：大气透过率红外辐射传输机器学习梯度提升树

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红外辐射大气透过率影响因素的研究

激光与红外 2017年第3期47卷 308-312页

作者：王文慧王高张猛中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学电子测试技术国防重点实验室山西太原030051

大气传输是红外测温过程中不可忽视的一个重要问题。研究大气传输最主要的是计算大气透过率。在MODTRAN软件基础上,分析了8~12μm波段多种关键因素对红外传输大气透过率的影响,研究了其变化规律。结果表明初始高度、边界层气溶胶、路径... 详细信息

大气传输是红外测温过程中不可忽视的一个重要问题。研究大气传输最主要的是计算大气透过率。在MODTRAN软件基础上,分析了8~12μm波段多种关键因素对红外传输大气透过率的影响,研究了其变化规律。结果表明初始高度、边界层气溶胶、路径长度、波数间隔等对大气透过率都有一定的影响。其中路径长度对大气透过率的影响相对明显。通过外场测温实验,进一步研究路径长度对测温精度的影响,得出实际测温过程中的衰减率。比较分析仿真得到的大气透过率与实验测得的大气透过率二者之间的关系,拟合出二者的关系曲线。

关键词：大气透过率红外辐射 MODTRAN 大气模式路径长度