基于Fabry-Perot干涉仪(FPI)非全干涉圆环的中高层大气风场和温度反演方法研究
结题报告
批准号:
41704178
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
王后茂
学科分类:
D0412.空间天气学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张卓、杨晓君
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中文摘要
Fabry-Perot干涉仪(FPI)多采用全干涉圆环进行中高层大气风场和温度的反演研究,但其观测时间分辨率相对较低,不能很好的满足地磁异常时的观测要求。非全干涉圆环可以实现FPI多个观测方向的同时观测,进而使FPI观测一组数据的时间缩短几倍,大大提高观测时间分辨率,但目前针对非全干涉圆环的算法研究相对较少。本项目将在FPI非全干涉圆环的正演模型中首次引入探测器(如CCD)的倾斜因子参数,并基于迭代法对倾斜因子等FPI仪器参数进行求解,获得准确的FPI仪器函数,进而进行非全干涉圆环的中高层大气风场和温度反演方法的研究。最后,将风场和温度反演结果与FPI全干涉圆环反演结果及流星雷达探测数据进行比较分析。本项目的研究将为地基和星载FPI非全干涉圆环的风场和温度探测提供反演算法,进而提高地基和星载仪器观测时间分辨率,满足中高层大气一些现象的观测要求,同时也减小仪器的制造成本,降低装调复杂度。
英文摘要
Fabry-Perot Interferometer (FPI) is widely used for wind field and temperature measurements based on full-closed circular fringe. However, its temporal resolution is a little lower for observation during high solar activity or geomagnetic activity. Non-full circle fringe can be used for measurements of several observation directions simultaneously, which shorten greatly the time of a group of wind observation. However, few suitable data processing and retrieval methods have been found for it. In this program, we will introduce a CCD inclination parameter into the forward modeling of FPI non-full circular fringe. Based on the calibration data and the forward modeling, FPI instrument function, including CCD inclination parameter, will be derived using an iterative method. Then, the wind and temperature will be retrieved. Finally, the retrieval results of non-full circular fringe will be compared with that of FPI full-closed circular fringe and meteor radar. This study will supply an algorithm for FPI wind and temperature ground- and space-based measurements of non-full circular fringe, which can improve temporal resolution greatly under conditions of lower fabricated cost and lower alignment complex.
Fabry-Perot干涉仪(FPI)多采用全干涉圆环进行中高层大气风场和温度的反演研究,但其观测时间分辨率相对较低,不能很好的满足地磁异常时的观测要求。非全干涉圆环可以实现FPI多个观测方向的同时观测,进而使FPI观测一组数据的时间缩短几倍,大大提高观测时间分辨率,但目前针对非全干涉圆环的算法研究相对较少。因此,本项目在FPI非全干涉圆环的正演模型中首次引入探测器(如CCD)的倾斜因子参数,并基于迭代法对倾斜因子等FPI仪器参数进行求解,获得准确的FPI仪器函数,进而进行非全干涉圆环的中高层大气风场和温度反演方法的研究。为了验证本课题算法,我们利用2013年4月26日至5月5日10天的山西岢岚(38.71°N, 111.58°E)的地基FPI气辉观测数据进行了风速反演验证,包括892.0 nm、630.0 nm和557.7 nm气辉。将岢岚地基FPI非全干涉圆环的反演结果与全干涉圆环的风速结果进行了比较,三种气辉的平均反演偏差分别为5.41 m/s、5.22 m/s和4.37 m/s。同时,将兴隆(40.40°N, 117.59°E)地基FPI非全干涉圆环的风速结果与十三陵站点(40.3°N, 116.2°E)的流星雷达风场数据进行了比较,风速变化趋势一致。
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DOI:--
发表时间:2020
期刊:空间科学学报
影响因子:--
作者:杨晓君;王后茂;王咏梅
通讯作者:王咏梅
DOI:10.1080/22797254.2020.1752810
发表时间:2020-01
期刊:European Journal of Remote Sensing
影响因子:4
作者:王后茂;闫欢欢
通讯作者:闫欢欢
DOI:--
发表时间:2021
期刊:光谱学与光谱分析
影响因子:--
作者:杨晓君;王后茂;王咏梅
通讯作者:王咏梅
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