青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113960642A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111085774.5(22)申请日2021.09.16(71)申请人成都理工大学地址610059四川省成都市成华区二仙桥东三路1号(72)发明人叶江张铃白林(74)专利代理机构成都极纬知识产权代理有限公司51320代理人王竹荣(51)Int.Cl.G01S19/23(2010.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法(57)摘要本发明涉及卫星遥感技术。本发明的目的是提供一种青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法，首先，根据青藏高原区域历史地面观测气象资料，对青藏高原区域大气的温度、气压及水汽压强参数按大气高度变化进行数值拟合，从而建立青藏高原区域球形大气模型；其次，根据预设层差对大气进行分层，并根据拟合后的数值计算每一层的大气折射率；然后，计算初始高度的折射角，并以此依次向下逐层计算出最底层大气的折射角；并根据最底层大气折射角计算出地面大气折射误差；再根据地面大气折射误差修正卫星影像定位。能适用于青藏高原区域的特殊气候，能根据大气高度变化，计算不同层高的大气折射率，从而精准确定卫星定位误差，并进行修正。CN113960642ACN113960642A权利要求书1/3页1.青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据青藏高原区域历史地面观测气象资料，对青藏高原区域大气的温度、气压及水汽压强参数按大气高度变化进行数值拟合，从而建立青藏高原区域球形大气模型；步骤2、根据预设层差对大气进行分层，并根据拟合后的数值计算每一层的大气折射率；步骤3、计算初始高度的折射角，并以此依次向下逐层计算出最底层大气的折射角；步骤4、根据最底层大气折射角计算出地面大气折射误差；步骤5、根据地面大气折射误差修正卫星影像定位。2.根据权利要求1所述的青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法，其特征在于，所述步骤1中，对青藏高原区域大气的温度、气压及水汽压强参数按大气高度变化进行数值拟合，具体如下：当大气高度H在0‑11(km)时：T(K)＝‑5.85473×H+305.549；P(Pa)＝9740×exp(‑((H+41.29)/27.35)2)；e(Pa)＝194.2×exp(‑((H+11.88)/8.654)2)；当大气高度H在11‑17(km)时：T(K)＝‑6.317868×H+308.321；P(Pa)＝2501×exp(‑((H+21.3)/21.3)2)；e(Pa)＝1183×exp(‑0.8605×H)；当大气高度H在17‑30(km)时：T(K)＝2.54×H+156.4；P(Pa)＝1985×exp(‑0.2286×H)+537.7×exp(‑0.1313×H)；e(Pa)＝‑0.000001378×H3+0.00009408×H2‑0.002092×H+0.01566；当大气高度H在30‑100(km)时：T(K)＝0.00008621×H4‑0.01916×H3+1.429×H2‑41.91×H+651.7；P(Pa)＝3.956420×[214.65/(214.65‑2×(h‑71))](34.1632/‑2)；e(Pa)＝0.1393×exp(‑0.1968×H)；其中，T表示温度、H表示大气高度、P表示大气压强，e表示水汽压强。3.根据权利要求2所述的青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法，其特征在于，所述步骤2中，任意一层的大气折射率的计算公式如下：其中，T表示温度，H表示大气高度，P表示大气压强，e表示水汽压强，均可从数值拟合表中得知，其中，Nph为群折射度、nph为大气折射率、Nsph为相折射度、nsph为相折射率、λ为光学波长。2CN113960642A权利要求书2/3页4.根据权利要求1或2或3所述的青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法，其特征在于，所述步骤2中，预设层差为100米。5.根据权利要求4所述的青藏高原区域光学遥感卫星影像大气折射定位误差修正方法，其特征在于，所述步骤3中，包括以下步骤：步骤31、假设从卫星传感器位置，发射一束光线，在高度H1达到距离卫星0.5Δh处产生折射，侧视角为θ，则入射光线单位向量为：入射光线所在的直线方程为：y1＝kx1+b；其中，k＝‑tanθ,b＝R+Hs,Hs表示卫星高度；步骤32、建立以地球球心为圆心，R1为半径的圆方程：222x1+y1＝R1；其中，R1＝R+Hs‑dh，dh表示相邻大气分层的高度间隔,R表示地球半径；联立式，可得：步骤33、计算