大气临边辐射传输快速计算研究

杨春平１，马小莉１，曲兆俊２，徐振亚２

（１．电子科技大学光电信息学院激光雷达实验室，成都　６１００５４；２．中国空空导弹研究院，河南洛阳　４７１００９）

摘　要：对临边探测情形下大气路径透过率的计算方法进行了研究。利用球面大气模型、Ｃ－Ｇ近似方法、光线追迹与迭代算法以及统计带模式算法等建立了临边大气透过率的快速计算模型。计算分析了几个常用遥感波段内，典型大气条件、典型切向高度下的大气辐射传输特性。最后，将本文计算结果与ＣＤＩ模型的计算结果进行比较，结果表明：本文模型与ＣＤＩ的计算结果相对差异在２％以内。

关键词：临边探测；透过率；光线追迹；迭代法；带模式算法

中图分类号：Ｐ４１２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－５０４８（２０１５）０６－００１４－０３Study on Rapid Calculating Method of Atmospheric

Limb Radiative Transmittance

ＹａｎｇＣｈｕｎｐｉｎｇ１，ＭａＸｉａｏｌｉ１，ＱｕＺｈａｏｊｕｎ２，ＸｕＺｈｅｎｙａ２

（１．ＬｉｄａｒＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＡｉｒｂｏｒｎｅＭｉｓｓｉｌｅＡｃａｄｅｍｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００９，Ｃｈｉｎａ）

Abstract：Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｒａｄｉａｔｉｖｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｕｎｄｅｒｌｉｍｂｄｅｔｅｃｔｉｎｇｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅＣ－Ｇａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｗａｙ，ｔｈｅｌｉｇｈｔｌｉｎｅｔｒａｃｉｎｇｗａｙ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆｉｔｅｒａｔｉｏｎａｎｄｂａｎｄｍｏｄｅ，ａｒａｐｉｄｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｌｉｍｂｒａｄｉａｔｉｖｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｉｃａｌｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｂａｎｄｓ，ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｍｏｄｅｓ，ａｎｄｔａｎｇｅｎｔｈｅｉｇｈｔｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｉｔｈＣＤＩｍｏｄｅｌａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｍｏｄｅｌｓａｒｅｗｉｔｈｉｎｌｅｓｓｔｈａｎ２％．

Key words：ｌｉｍｂｄｅｔｅｃｔｉｎｇ；ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ；ｌｉｇｈｔｌｉｎｅｔｒａｃｉｎｇ；ｉｔｅｒａｔｉｏｎ；ｂａｎｄｍｏｄｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ

0　引言

临边遥感作为一种近年来兴起的大气探测技术，由于具有空间覆盖性好和垂直分辨率高的优点，受到大气科学研究者的关注。临边遥感是星载探测器采用以一定高度掠过地表的观测方式，视

收稿日期：２０１５－０７－２８

基金项目：航空科学基金项目（２０１４０１８０００２）

作者简介：杨春平（１９６９－），男，四川成都人，博士，副教授，研究方向为目标与环境特性研究。线路径可长达上千公里。目前德国不莱梅大学、加拿大萨斯克切温大学等对临边辐射传输建模取得了一些成果，但模型也存在不足，如计算光谱窄、计算速度慢［１］。目前国内主要是利用ＳＣＩＡＴＲＡＮ开展气体含量反演算法研究［２－３］，未见有对大气临边辐射快速计算建模的相关报道。

针对上述问题，基于球面大气模型与带模式算法建立了临边探测下大气辐射传输快速计算模型。首先，基于ＨＩＴＲＡＮ２００８大气分子光谱数据库计算建立了０．２～２０μｍ波段大气分子的吸收数据库，并建立了相应的气溶胶数据库、太阳光谱辐照

２０１５年第６期２０１５年１２月

航空兵器

ＡＥＲＯＷＥＡＰＯＮＲＹ２０１５Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２０１５