光初始辐射强度定标方法、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及大气光学领域，具体而言，涉及一种光初始辐射强度定标方法、装置以及系统。该方法包括：获取测量时刻日地距离修正因子、相对大气质量，以及相对大气质量在至少一个测量区间通过测量仪器输出的给定波长的光的电压值，所述相对大气质量在所述测量区间的最大值和最小值相差最多为2；将与测量仪器所输出的电压值相对应的相对大气质量做倒数变换；根据Beer-Lambert定律、测量仪器所输出的给定波长的光的电压值、做倒数变换后的相对大气质量、测量时刻日地距离修正因子，利用最小二乘回归算法计算在每个测量区间内的定标电压值。该方法可以降低定标的测量要求，短时间内完成测量，降低测量误差，提高测量的可实施性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及大气光学领域，具体而言，设及一种光初始福射强度定标方法、装置W 及系统。
技术介绍
目前，整层大气气溶胶的光学特性的研究在多个学科，例如气候变化、激光通信、 激光整层大气传输的研究中，起到越来越重要的作用。在测量整层大气光学参数，例如整层 大气透过率和气溶胶光学厚度的时候，一般是使用Lambed-Beer定律（光吸收基本定律）， 该定律指出，通过消光介质传输的福射强度按照指数函数衰减，其自变量是消光系数对传 输路径距离的积分，基于此定律进行测量和反演时，需要明确未经消光介质衰减的原始福 射强度，才能进行精确的大气透过率W及气溶胶光学厚度等参数的计算，即进行初始福射 强度的定标，给出初始福射强度明确的定标系数。 通常的定标方法主要有=种，Langley定标法、标准光源定标法和标准仪器传递定 标法。在该=种定标方法中，Langley定标法是基于仪器的测量原理，定标精度最高，但该 方法对观测条件要求较为苛刻，通常要求选择高海拔地区、大气环境清洁度高且稳定的天 气条件，并且要求大气相对质量的变化范围在1到7之间，使用测量仪器测得多组值，然后 根据线性拟合算法，得到标定值。该种定标方法一般持续的测量时间为6~7个小时，W确 保数据的拟合范围。但是事实上，一者上述满足定标方法所要求的测量条件很难达到，二者 随着地球的自转与公转W及大气本身在不断的变化，测量的时间越久，大气的稳定度也就 越差，最终所获得的测量结果的误差也就越大。因此造成此种方法进行定标的可实施性较 差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种光初始福射强度定标方法、装置W 及系统，降低测量要求，可W在短时间内完成测量，降低测量的误差，提高测量的可实施性。 第一方面，本专利技术实施例提供了一种光初始福射强度定标方法，该方法包括： 获取测量时刻日地距离修正因子、相对大气质量，W及相对大气质量在至少一个 测量区间通过测量仪器输出的给定波长的光的电压值，每个测量区间的电压值均有多个； 所述相对大气质量在所述测量区间的最大值和最小值相差最多为2 ; 将与测量仪器所输出的电压值相对应的相对大气质量做倒数变换；[000引根据Beer-Lambed定律、测量仪器所输出的给定波长的光的电压值、做倒数变换 后的相对大气质量、测量时刻日地距离修正因子，利用最小二乘回归算法计算在每个测量 区间内的定标电压值。 结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述定 标电压值V。满足公式（4); 其中；V(A);通过测量仪器输出的给定波长入的光的电压值；Vc(A);给定波长 入的光的定标电压值；R;测量时刻日地距离修正因子；T(A);给定波长A处大气垂直方 向总光学厚度；m( 0 );相对大气质量；0 ;观测时刻太阳天顶角。 结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述测 量时刻日地距离修正因子R满足公式（1): (I)R=OvV) 2 其中；r。;日地平均距离；r;测量时实际的日地距离。 结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第=种可能的实施方式，当所述 测量区间至少有两个时，最终的所述定标电压值为至少两个测量区间内每个测量区间所得 到的定标电压值的平均值。 结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述相 对大气质量的测量区间为；1~2、2~3、3~4和4~5中的一个或者多个； 在相对大气质量的测量区间内，测量仪器给出的电压值至少有3个。[001引第二方面，本专利技术实施例还提供一种光初始福射强度定标装置，所述装置设置在 光福射测量仪器上，包括： 数据获取模块，用于获取测量时刻日地距离修正因子、相对大气质量，W及相对大 气质量在至少一个测量区间通过测量仪器输出的给定波长的光的电压值，每个测量区间的 电压值均有多个；所述相对大气质量在所述测量区间的最大值和最小值相差最多为2; 数据变换模块，用于将与测量仪器所输出的电压值相对应的相对大气质量做倒数 变换； 定标模块，用于根据Beer-Lambed定律、测量仪器所输出的给定波长的光的电压 值、做倒数变换后的相对大气质量、测量时刻日地距离修正因子，利用最小二乘回归算法计 算在每个测量区间内的定标电压值。 结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，所述定 标电压值V。满足公式（4); 其中；V(A);通过测量仪器输出的给定波长A的光的电压值；Vc(A);给定波长 入的光的定标电压值；R;测量时刻日地距离修正因子；T(A);给定波长A处大气垂直方 向总光学厚度；m( 0 );相对大气质量；0 ;观测时刻太阳天顶角。 结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，所述测 量时刻日地距离修正因子R满足公式（1): (I)R= bm/r) 2 其中；r。;日地平均距离；r;测量时实际的日地距离。[002引结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第=种可能的实施方式，当所述 测量区间至少有两个时，最终的所述定标电压值为至少两个测量区间内每个测量区间所得 到的定标电压值的平均值。 第=方面，本专利技术实施例还提供一种光初始福射强度定标系统，应用于至少包括 光福射测量仪的系统，其特征在于，还包括；如上述实施方式中所述的光初始福射强度定标 装置。 本申请所提供的光初始福射强度定标方法，在通过获取测量时刻日地距离修正因 子、相对大气质量W及相对大气质量在至少一个测量区间通过测量仪器输出的给定波长的 光的电压值，而所述相对大气质量在所述测量区间的最大值和最小值相差最多为2 ;在每 个测量区间内，均会测得多个电压值，该相当于是在更小的相对大气质量区间内进行测量， 而相对大气质量的区间远小于现有技术中的1~7,测量时，半个小时左右便可W完成一个 测量区间内的测量，而在半个小时左右的时间内，大气相对于6~7个小时更加的稳定，且 测量的时间短，更好达到测量的环境要求。另外将与测量仪器所输出的电压值相对应的相 对大气质量做倒数变换，相当于是在较短的时间内进行加密测量（增加测量的密度），在确 保了拟合数据量的前提下，最终能够给出定标结果，更具有实用性。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，W下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据该 些附图获得其他相关的附图。 图1示出了本专利技术实施例所提供的一种光初始福射强度定标方法流程图； 图2示出了本专利技术实施例所提供的光初始福射强度定标装置的结构示意图； 图示说明； 111-数据获取模块；112-数据变换模块；113-定标模块。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在 此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可WW各种不同的配置来布置和设计。因 此，W下对在附图中提供的本专利技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光初始辐射强度定标方法，其特征在于，该方法包括：获取测量时刻日地距离修正因子、相对大气质量，以及相对大气质量在至少一个测量区间通过测量仪器输出的给定波长的光的电压值，每个测量区间的电压值均有多个；所述相对大气质量在所述测量区间的最大值和最小值相差最多为2；将与测量仪器所输出的电压值相对应的相对大气质量做倒数变换；根据Beer‑Lambert定律、测量仪器所输出的给定波长的光的电压值、做倒数变换后的相对大气质量、测量时刻日地距离修正因子，利用最小二乘回归算法计算在每个测量区间内的定标电压值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志朝，强希文，宗飞，吴敏，赵军卫，付安镇，常金勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五五部队，
类型：发明
国别省市：新疆;65