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星载大气探测激光雷达发展与展望 总被引：3，自引：0，他引：3
从最早的星载激光雷达空间技术实验LITE出发,回顾了已成功发射的多颗星载激光雷达发展历程。详细阐述了LITE、CALIPSO等星载激光雷达在大气遥感领域,特别是气候环境变化和数值预报模式研究上所取得的成就。主要从全球气溶胶垂直结构及其辐射强迫、全球云垂直结构和特征、气溶胶-云-降水相互作用和气溶胶数据在雾-霾和沙尘天气预报中的应用等4个方面进行展开说明,并且深入分析了未来星载激光雷达在大气风场和大气成分探测方面所面临的需求和挑战。在大气风场探测需求方面,结合星载激光雷达探测优势从提高热带地区的天气预报准确率、提高非地转条件下中小尺度短时临近预报水平和填补卫星高/低空急流监测技术空白等3个方面进行详细论述。在大气成分探测需求方面,与传统被动探测仪器相比较,突出激光雷达在信噪比、CO2垂直结构和夜间探测上的明显优势。最后,指出全球风场和大气成分探测将成为未来星载激光雷达的重要发展方向。 相似文献
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海洋雷达后向散射回波主要来自短重力波的Ｂｒａｇｇ 散射,这种散射与海面风场信息、边界层涡旋等密切相关。因此,可以从雷达散射截面反演风场信息。对１９９４ 年４ 月航天飞机成像雷达（ＳＩＲＣ／ＸＳＡＲ）获取的南中国海合成孔径雷达（ＳＡＲ） 图像进行了分析研究。利用ＳＩＲＣ 数据,从ＳＡＲ 图像谱提取了风向;根据ＣＭＯＤ４ 模型,从Ｃ波段雷达后向散射系数反演风速;利用双尺度散射模型对反演的风速进行了对比分析。结果表明,从ＳＩＲＣ雷达数据可以反演海面风矢量,星载ＳＡＲ是提取海面风场信息的有效技术手段之一。 相似文献
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75~115 km的大气层中存在Na、Fe、K、Ca等多种金属成分,通常认为这些金属成分来自宇宙尘埃和流星烧蚀的产物。大量宇宙尘埃和流星进入地球大气,会对地球气候有重要影响,大气金属层是宇宙尘埃和流星进入地球大气的示踪物。同时研究表明,大气金属层所在区域的大气对全球气候变化的响应很敏感,是全球气候变化的示踪物。大气金属层物质沉降,是夜光云凝聚核的主要来源,对临近空间飞行器具有重要影响。但目前对75~115 km的大气金属层探测和研究还很不够,为此,本文在国际上首次提出专门针对大气金属层探测的卫星概念。在大气金属层探测卫星中,提出以主动探测技术为主要探测手段的载荷配置,包括星载钠激光雷达、大气激光掩星探测仪、空间微流星体探测仪、星载F-P测风仪、金属层气辉成像仪5种先进载荷。大气金属层探测卫星将能够对大气金属层进行全面探测,并取得重大科学创新成果。 相似文献
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激光测高因具有方向性好、测距精度高等特点,在深空探测和地球科学领域中体现了巨大的应用潜力,将星载激光测高技术应用于高分辨率测绘卫星,辅助航天摄影测量以提高精度是一种新颖的设想。而研究星载激光测高系统误差对测量精度的影响,以及相应的误差消除方法,是决定该项技术能否真正提高测量精度的可行性基础。本文以全球首颗激光测高卫星ICESat及其搭载的地学激光测高系统GLAS为例,基于星载激光测高的定位原理分析各项系统误差对测高精度的影响,并在此基础上介绍星载激光测高的系统检校方法,以期对发展我国的星载激光测高系统提供一定的参考。 相似文献
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气象卫星热红外通道能够探测到晴空区域内由大气水汽、沙尘气溶胶等物质含量分布不均所导致的微弱的纹理信息,通过追踪水汽和沙尘气溶胶纹理的移动可以反演出风场。然而这些信号很容易受地表温度变化的影响,需使用合适的算法来减弱地表温度干扰、提取微弱的示踪物信号。本文结合分裂窗差值理论,对使用分裂窗差值算法提取晴空区微弱示踪物信号进行数值模拟分析,并应用于晴空区风场的实例反演。数值模拟图像的结果显示,分裂窗差值算法可以削弱地表对示踪物信号的影响,突出水汽和沙尘气溶胶的分布特征,验证了分裂窗差值法的可行性与优越性。实例分析也表明,使用分裂窗差值图能够反演出单通道云图难以得到的晴空区低层风场,且反演结果与NCEP风场资料比较一致。 相似文献
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针对现有对流层天顶延迟模型改正法因水汽参数难以精确获取所导致的时空分辨率与精度上的不足问题，提出了一种融合WRF（weather research and forecasting model）大气数值模式的对流层天顶延迟估计方法。通过分析WRF模式的数值模拟机理及其数据结构特征，采用直接积分与模型改正相结合的混合计算方式，实现了全球任意位置上小时级的对流层天顶延迟估计。验证结果表明，该方法计算的小时级ZTD再分析值精度为13.6 mm，日均值精度更是可达9.3 mm，比传统模型UNB3m的49.6 mm以及目前标称精度最高模型GPT2w的34.6 mm，精度分别提高了约5倍和3.5倍。在30 h的预报时段内，预报值精度也可达22 mm。无论是ZTD再分析值还是预报值比现有模型的估计值精度均有明显提高。 相似文献
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静止轨道微波大气探测技术现状 总被引：1，自引：0，他引：1
《国土资源遥感》2017,(4)
极轨卫星的微波大气探测系统可以探测云雨大气,但其较长时间的探测周期在相当程度上限制了其在中小尺度灾害性天气监测中的应用。静止卫星虽然可以实现高时间分辨率的监测,但由于缺少微波载荷无法获取云雨大气的内部信息。综合极轨卫星的微波大气探测和静止卫星的高时效大气探测的优势,发展静止轨道微波大气探测技术,实现对地球大气的全天候、全天时观测,对改进灾害性天气的预报、预测能力意义重大。通过介绍静止轨道微波大气探测(geostationary earth orbit microwave atmospheric sounding,GEOMAS)技术的国内外研究现状,阐述了GEOMAS技术所面临的困难和挑战,分析了真实孔径天线体制和干涉式合成孔径天线体制的优劣,并对GEOMAS的技术发展前景进行展望。 相似文献
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星载激光测高仪安装误差、激光指向和激光测距误差等导致最终激光测高精度不高,对激光器进行在轨几何检校可以有效提升激光测高精度。针对资源三号02星（ZY3-02）激光测高仪的工作模式,以裸露地表的航天飞机雷达地形测绘任务（shuttle radar topography mission,SRTM）数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据约束同轨激光测距值,通过逼近地形起伏趋势线实现了卫星激光器出射方向的初始检校,实验证明不同轨激光指向的相对检校精度在20 m以内。利用地面铺设激光靶标的方法对星载激光测高系统进行几何精检校,并通过外业测量验证了ZY3-02激光器在平坦区域的测高精度优于0.5 m。 相似文献
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针对大气中二氧化碳(CO2)浓度在对流层分布变化明显的特点,采用激光雷达主动观测方式获取低空CO2廓线浓度.利用自主研制的基于染料差分激光技术的CO2探测差分吸收激光雷达,在中国安徽省淮南市进行了长期观测,受制于白天的低信噪比,只进行了夜间观测,并通过开发先进的信号处理算法获取了高空间、高时间分辨率的CO2廓线浓度以及... 相似文献
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目前可遥感反演的海上风能参量主要为平均风速和平均风功率密度,缺乏对风能方向性参量的反演。本文建立了以风向频率、风能密度方向分布为核心的风能方向性参量体系及相应的反演方法,使用2007年—2016年ASCAT星载散射计观测数据进行了反演实验,并利用海上现场观测数据对反演结果进行比较验证,通过理论分析和模拟实验对反演方法的数据量需求和误差传递进行了分析。结果表明,90%的反演结果通过了所有的同一性检验,验证了其有效性和准确性;风向频率和风能密度方向分布准确反演所需的最小数据量分别为350条和800条;遥感反演的风速风向数据的误差使得最终反演的风能方向性参量趋于离散,真实的风能方向分布越集中,对其影响越敏感。 相似文献
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中国北方大多数地区遭受着严重的风力侵蚀,风力侵蚀可导致土壤中有机物流失、土壤肥力下降,最终会导致土地荒漠化。中国北方地区风力侵蚀问题日益突出,由此带来的扬沙天气、沙尘暴等灾害天气增多,给人们的生产生活带来许多的不利,并且严重影响人们的身体健康。从影响风蚀区地表景观的风力方面出发,利用全国209个气象站2001~2011年全年的某一风速等级累计时数,借助GIS技术,生成中国北方风蚀区地表大于5 m/s的风速年累计时数空间分布图和冬春季节累计时数空间分布图,研究中国北方风蚀区风力侵蚀因子参数特征。同时,在分析扬沙风速年累计时数空间分布及时间变化基础上探讨与风蚀景观空间分布和时间变化关系,提出防治风蚀区风力侵蚀的措施。这一研究对于北方风蚀区防治沙尘暴等灾害天气,防灾减灾、减少灾害带来的损失,具有重要的意义。 相似文献
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《International Journal of Digital Earth》2013,6(3):238-256
ABSTRACTHolistic understanding of wind behaviour over space, time and height is essential for harvesting wind energy application. This study presents a novel approach for mapping frequent wind profile patterns using multi-dimensional sequential pattern mining (MDSPM). This study is illustrated with a time series of 24 years of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts European Reanalysis-Interim gridded (0.125°?×?0.125°) wind data for the Netherlands every 6?h and at six height levels. The wind data were first transformed into two spatio-temporal sequence databases (for speed and direction, respectively). Then, the Linear time Closed Itemset Miner Sequence algorithm was used to extract the multi-dimensional sequential patterns, which were then visualized using a 3D wind rose, a circular histogram and a geographical map. These patterns were further analysed to determine their wind shear coefficients and turbulence intensities as well as their spatial overlap with current areas with wind turbines. Our analysis identified four frequent wind profile patterns. One of them highly suitable to harvest wind energy at a height of 128?m and 68.97% of the geographical area covered by this pattern already contains wind turbines. This study shows that the proposed approach is capable of efficiently extracting meaningful patterns from complex spatio-temporal datasets. 相似文献
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对渤海GNSS-R机载试验进行了海面风场反演.结果表明,风速精度优于1 m/s,风向精度优于20°. 相似文献
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本文提出了一种利用无人机航空摄影测量技术完成风电场测图的方法,利用该方法可以实现测区1∶2000地形图数据的生产。首先根据航摄区域和航线规划布设控制点、像控点、检查点,利用飞马F300无人机进行航摄作业获取航测数据,然后对数据进行预处理,按照标准格式导入Context Capture软件建立三维倾斜模型,通过EPS2016立体量测软件基于三维倾斜模型完成地形图数据的采集,对于模型变形的区域,利用MapMatrix软件进行数据采集与校核。利用安徽宿州风电场测图项目验证了该方法满足1∶2000大比例尺地形图精度要求。 相似文献
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一种修正的星载散射计反演海面风场的场方式反演算法 总被引：10，自引：0，他引：10
由于卫星散射计探视雷达回波的各向异性的双调和性质,同时由于散向散射物理模型函数的非线性及信号中存在噪声,使得常规点方式风场反演哕向有多至４个解的多解存在。给出了一种改进的场方式钣演方法,利用该人卫星散射计测量的后向散射强度的数据中唯一反演出大尺度海洋风场。通过数值模拟和实际算例计算表明反演过程在风向、风速上都与真解是吻合的。从结果可以看到,所采用的改进的场方式反演方法对模拟数据或真实散射计探测海面 相似文献
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旋翼无人机测算风速风向技术研究 总被引：1，自引：1，他引：0
目前大部分民用无人机没有准确测量风速、风向和预警风场的功能，然而森林火灾扑救等多种场景需要无人机可以提供准确的风速。本文提出了一种基于旋翼无人机坐标数据测算风速风向的技术，通过无人机主机RTK坐标信息及方位角、倾角数据精准获取螺旋桨点相对坐标信息，选择不同负载条件下无人机以1~16 m/s的不同速度分别飞行30 s以上，根据螺旋桨坐标信息变化数值，结合风洞测试数据及风场动力学原理，研究风速与旋翼无人机倾角关系，并通过风洞试验检验该方法精度；并可根据无人机RTK推算出的螺旋桨坐标变化信息判断风向。结果表明，无人机风速与旋翼无人机倾角呈正相关关系；无人机负载加重时，对应受风速干扰的倾角会相对减小；无人机飞行受阵风干扰出现噪点的概率，高海拔区域大于低海拔区域；并建立六旋翼无人机飞行倾角的风速估算模型y=－1.043 5+1.150 1x，该模型测算风速的中误差值为0.966，绝对值小于1，满足应急指挥现场对无人机测量风速精度要求。该方法得到风速测算精度高，可以为旋翼无人机实时获取风速风向提供一种可行方法，具有一定的实用价值。 相似文献