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《自旋稳定静止气象卫星扫描辐射计水汽通道外定标方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第11卷1期应用气象学报Vol.11,No.12000年2月QUARTERLYJOURNALOFAPPLIEDMETEOROLOGYFebruary2000自旋稳定静止气象卫星扫描辐射计X水汽通道外定标方法研究王萍邱康睦(国家卫星气象中心,北京100081)提要该文利用探空资料,用辐射传输模式LOWTRAN7,计算了卫星的入瞳辐射率,确定了FY22和GMS25卫星多通道扫描辐射计水汽通道定标系数.由于星蚀期间星上温度变化迅速,星蚀期间的外定标考虑了星上黑体定标,并用实际观测值和探空资料做了检验。通过近半年的运行,这种方法取得了较好的效果.关键词:水汽通道外定标探空
2、资料辐射传输引言遥感技术和遥感资料定量化应用技术的迅速发展,要求提高定量遥感精度.定标是影响遥感精度的重要因素.气象卫星长期处在真空、辐照等环境中工作,遥感仪器光学系统[1]受污染,电子元件和探测器性能退化也将影响在轨星上定标精度.FY22和GMS25卫星都属于自旋稳定静止气象卫星,由于结构安装的限制,只能实现相对定标,采用外定标是实现绝对辐射定标的主要途径之一.遥感仪器的定标,即确定遥感仪器观测输出的计数值和物理量(例如:反照率、辐亮度、亮度温度)的函数关系.外定标一般指在定标遥感仪器所在的卫星以外寻找辐射源作为辐射参考标准,可取地物、云、太阳、月亮等.可见光、
3、红外通道外定标一般用已知辐射特[2]性的均匀地表和水面为标准.水汽通道探测的是对流层中上层大气,辐射测值来源于一定厚度的大气层(约300～500hPa),难以找到一个辐射参考标准面源,因此要选取适当的定标区域,在这个区域内可得到较准确的无线电探空资料,利用探空测得温度、湿度廓线.考虑卫星观测的天顶角的影响,光谱响应,通过辐射传递计算,得到卫星的入瞳辐射率,对应相匹配的卫星观测计数值,可得到辐射率和计数值的定量关系.70年代末到80年代,航天遥感技术先进的国家先后进行了遥感仪器绝对辐射校正的实验研究工作.进入90年代,场地外定标方法在国际上得到进一步的重视和发展,多
4、种X本文由55225工程,“FY22卫星应用系统建设和开发”课题资助.1998208224收到,1999201225收到修改稿.©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net1期王萍等:自旋稳定静止气象卫星扫描辐射计水汽通道外定标方法研究81新发射和研制中的卫星遥感仪器普遍安排和计划开展场地外定标工作.美国的NASA、亚利桑纳(Arizona)大学在新墨西哥州的白沙(WSMR)和加利福尼亚州爱德华空军基地的干湖床(EAFB)建
5、立了辐射校正场,对多颗卫星进行了外定[3,4]标,法国在东南部建立了LaCrau辐射校正场,对LANDSAT24ö5的TM、SPOT的[5,6]HRV和NOAA29ö10ö11的AVHRR进行了外定标.静止气象卫星,例如欧洲的METEOSAT24ö5,也在业务中进行了外定标,本文对METEOSAT25水汽通道外定标方法作了改进,采用月平均的外定标系数,增加了稳定性,有利于业务应用.1资料获取与质量控制111卫星云图的定位方法为了确定探空站对应的象素,需要较准确的卫星云图定位,本文采用了日本卫星气象[7]中心提出的一组简化方程来实现VISSR帧坐标系和地球坐标系间的
6、坐标变换.这种简化计算基于以下四点假设:①卫星高度VISSR观测期间保持不变;②在VISSR观测期间,卫星自旋速率保持不变;③VISSR帧平面坐标系中定义的扫描行、列值与在卫星坐标系中定义的扫描行、列值相同;④VISSR头记录中给的5°间隔的定位网格数据是准确的.-2用这种方法求出的定位网格交点的行列号的误差为:js的平均相对误差7.098×10,均-2方根误差0.2865,is的平均相对误差1.482×10,均方根误差0.2984,满足水汽通道的定位要求.112资料的匹配水汽通道外定标过程中很重要的一点是探空资料和水汽通道计数值的匹配,包括时间和空间的匹配.在时
7、间上,本文选00∶00、12∶00(UTC,下同)的探空和卫星资料;空间匹配以探空站所在的位置为中心,用云图上11×11个象素的平均计数值和该站的探空资料匹配.11×11个象素的面积在星下点约55km×55km,在离开星下点经纬度各40度处11×11个象素代表的区域约80km×80km.在无云或有低云的区域,大气状况比较稳定,认为探空资料能代表在所取区域的大气状况.取探空站周围11×11个象素是为了消除噪[8]音的影响,并且能找到更多的无云或有低云的探空站.113云检测外定标需要取无云的区域,水汽通道只能观测到大气中上层的情况,因此,低云的影响不大,可以忽略.云检
8、测方法如下
