吴春强
- 作品数：14 被引量：55H指数：4
- 供职机构：国家卫星气象中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划公益性行业(气象)科研专项更多>>
- 相关领域：天文地球机械工程理学自动化与计算机技术更多>>
- 风云三号B星红外分光计的定标和验证被引量：2
- 2013年
- 搭载于风云三号A星和B星上的红外分光计(IRAS)分别于2008年5月27日和2010年11月5日成功发射。该仪器主要提供从可见光到红外波长范围内多通道的辐射观测,并可应用于资料同化、全球大气温度和水汽廓线反演等领域。搭载于风云三号A星上的IRAS由于滤光轮转速不稳定,导致仪器观测不连续。风云三号B星上的IRAS运行正常,处于稳定的业务模式。利用仪器在轨3个月期间的资料,进行了一系列的在轨定标和验证试验,对IRAS仪器的性能进行了一系列的验证,包括冷空和暖黑体定标计数值的长期趋势、噪音等效辐射率等。利用IRAS和红外大气探测干涉仪(IASI)同时观察到的地球场景进行比较,证明了两种观测非常相似。另外,将FY3B/IRAS红外通道的观测与NOAA-19/HIRS对应的通道的辐射传输模式模拟进行了对比。对比结果显示相对于HIRS,部分IRAS红外通道,尤其是通道1到10,15,19和20偏差很小。但是少数通道,如通道13,16和18有较大的偏差。造成这些偏差的原因仍需要进一步的研究。
- 漆成莉陈勇刘辉吴春强殷德奎
- 红外高光谱干涉仪辐射定标误差敏感性因子的仿真分析被引量：2
- 2020年
- 鉴于对高精度高时空分辨率大气探测资料日益增长的科研和业务需求,我国正大力发展星载红外高光谱探测系统。星载红外高光谱干涉仪光机结构复杂,仪器状态会显著影响其定标精度。本文通过理论分析和仿真实验,分别讨论了内黑体发射率、低温黑体发射率、内黑体与环境温度差、非线性系数以及直流电压演算等误差敏感性因子影响辐射定标精度的特征。分析表明定标辐射偏差的绝对值与内黑体/低温黑体发射率呈线性关系,且与内黑体与环境温度差、非线性系数、直流电压呈正相关;提高内黑体发射率和低温黑体发射率到0.985以上、控制内黑体与环境温度差在0.6 K左右、控制干涉仪的非线性效应系数低于0.04,这些方案均是实现0.1 K辐射定标精度的必要条件;辐射定标参数对定标辐射的影响特征结合地面真空实验的定标参数估计,可以迭代得到已测得和未知的定标参数的最优估计,从而提高定标精度。本文的研究结果对于红外高光谱干涉仪的参数设计以及辐射定标误差来源的识别和订正有着十分重要的意义。
- 陆其峰陆其峰吴春强吴春强
- 关键词：辐射定标
- 风云三号红外高光谱探测仪的光谱定标被引量：14
- 2019年
- 风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的光谱定标。首先对干涉图数据进行傅里叶变换获得粗定标结果,再基于仪器参数计算仪器线型函数,进行光谱精校正,开发了风云三号D星HIRAS的光谱定标技术,并用发射前和在轨数据进行了精度验证。光谱定标方法能有效订正由于仪器离轴探元设计引起的光谱位置偏差,基于地面单色激光测量数据验证,长波4个探元20×10^(-6)左右的偏差可订正到0.5×10^(-6)(1和2探元)和7×10^(-6)(3和4探元)以内;中波1四个探元50×10^(-6)左右的偏差可分别订正到6×10^(-6)(1和3探元)、8×10^(-6)(2探元)和13×10^(-6)(4探元)以内;基于在轨数据验证三个波段光谱订正后光谱精度偏差和标准差均可达到5×10^(-6)以内。三个波段光谱定标结果均满足卫星使用技术指标10×10^(-6)的要求,有效保证了辐射精度评估和后端遥感产品开发应用的要求。
- 漆成莉周方吴春强胡秀清顾明剑
- 关键词：光谱定标
- FY3C-MWHTS多种云雨检测方案应用分析
- 2013年9月23日,我国发射了风云三号C星,该星作为业务气象卫星要为天气监测、数值预报等研究提供有效数据。卫星搭载了微波温度计和微波湿度计两个探测仪器。在当前的微波资料数值同化应用中,微波探测资料的同化应用得到了大量的...
- 李小青陆其峰漆成莉吴春强郭杨刘辉
- 文献传递
- 风云三号D星红外高光谱大气探测仪零光程差检测被引量：3
- 2020年
- 红外高光谱大气探测仪是我国第二代极轨气象卫星风云三号D星搭载的大气探测仪器。干涉图零光程差位置的确定是干涉图叠加和傅里叶变换的前提,在实际应用中由于仪器自身和环境因素的影响使其确定困难。本文根据红外高光谱大气探测仪的在轨实测数据,分析了零光程差偏差对数据反演的影响,分别以最大相关法和定标光谱虚部最小法,检测干涉图的零光程差位置。干涉图校准后黑体和冷空光谱的相位差在π附近。定标光谱虚部在0附近,仅表征噪声。该方法能够很好地用于风云三号D星红外高光谱大气探测仪的数据预处理。
- 邵春沅顾明剑漆成莉吴春强
- 关键词：傅里叶光谱仪虚部
- 基于交叉比对的风云三号D星红外高光谱大气探测仪辐射定标性能评估被引量：12
- 2019年
- 红外高光谱探测仪的高精度辐射定标是其定量化应用的关键。基于欧洲气象卫星MetOp-A/B星红外大气探测干涉仪(IASI)与风云三号D星(FY-3D),采用瞬时星下点交叉比对方法,评估FY-3D搭载的红外高光谱大气探测仪(HIRAS)辐射定标的相对偏差。根据两个仪器严格的空间和时间匹配观测数据,采用与FY-3D同一平台但空间分辨率更高的中分辨率光谱成像仪MERSI-II的数据,筛选匹配样本的均匀背景。在交叉比对前,将IASI数据光谱分辨率用傅里叶正逆变换转换为与HIRAS相同的光谱分辨率。由于满足匹配规则的比对样本基本分布在目标温度较低的南北极区域,因此用光谱亮温的平均偏差和偏差标准差评价交叉比对结果。结果表明,HIRAS与MetOp-A/B星的IASI比对结果相似,在相对温度较高的北极区域的一致性整体优于南极区域。低温目标环境下,长波、中波红外的亮温平均偏差小于1 K,多数通道小于0.5 K,一致性良好,各通道无明显温度依赖,偏差标准差小于2 K,且随光谱通道而变,在吸收线剧烈的位置处稍大。短波红外HIRAS光谱的亮温整体低于IASI光谱,多数通道的平均偏差小于1.5 K,偏差对温度的依赖较明显,偏差标准差随目标温度升高而减小。亮温偏差长期趋势(2018年4-12月)的分析表明,其长期整体稳定,短波偏差在较低目标温度下稍大。
- 杨天杭胡秀清徐寒列吴春强漆成莉顾明剑
- 关键词：光谱学
- 星载红外高光谱傅里叶变换光谱仪条纹计数错误的检测及校正被引量：4
- 2020年
- 针对星载红外傅里叶光谱仪中存在的干涉图条纹计数错误,系统地介绍了其形成原因及对复原光谱的影响,并提出了检测和校正方法。通过对干涉图的偏移相位进行线性拟合,能够精确获得条纹计数误差个数;采用理论仿真验证了所提方法的准确性,误差最低可至1.25%;最后采用实际数据进行验证,验证结果表明所提方法能够达到较好的检测及校正效果。
- 刘畅刘畅施海亮李志伟吴春强漆成莉
- 关键词：傅里叶光谱仪
- 基于交叉比对的FY3D-HIRAS辐射定标性能评估
- 红外高光谱探测仪高精度辐射定标是其定量化应用的关键,本文采用欧洲气象卫星Met Op-A/B星红外大气探测干涉仪IASI与FY-3D星下点瞬时交叉SNO观测方法,评估红外高光谱大气探测仪HIRAS辐射定标的相对偏差。根据...
- 杨天杭胡秀清徐寒列吴春强漆成莉顾明剑
- 风云三号卫星红外高光谱探测技术及潜在应用被引量：20
- 2016年
- 高光谱大气探测仪具有高光谱分辨率、高灵敏度和高精度光谱辐射定标等特点,在大气温湿度廓线反演、数值天气预报同化、气候变化研究以及大气痕量气体探测等应用上有显著的优势。我国风云三号极轨气象卫星的FY-3A/B/C三颗卫星上成功装载了自主研制的通道式红外探测仪器—红外分光计(IRAS),获取了从可见光到红外波长范围内26个通道的辐射观测,并应用于资料同化、全球大气温度和水汽廓线反演等。从FY-3D星开始将装载红外高光谱大气探测仪以替代IRAS,标志着红外高光谱大气垂直探测系统新纪元的开始。以风云三号卫星红外高光谱大气探测仪为例,介绍了卫星红外高光谱探测技术的进展和地面应用系统预处理过程的关键技术环节,给出了红外高光谱资料的潜在应用,并对在数值天气预报同化和大气探测应用方面的难点问题进行了分析和探讨。
- 漆成莉顾明剑胡秀清吴春强
- 关键词：风云三号资料同化
- 基于跨平台红外高光谱观测的对流层三维风场测量
- 2021年
- 精确的风场数据对提高数值天气预报准确性具有重要意义,对流层风是改进天气预报的要素之一。虽然利用气象卫星成像仪对连续云图追踪特征目标进行导风是一种有效的风场观测方法,且在区域和全球尺度上改善了数值天气预报,但仍存在风场高度分配模糊问题而产生误差。星基红外高光谱探测仪具备大气温湿度廓线垂直探测能力,通过分析各个垂直分层内的大气参数运动得到三维风场,能够提升风场垂直高度的准确性,改进风场高度分配模糊问题。提出了利用跨平台极轨气象卫星FY-3D星红外高光谱大气探测仪HIRAS和NOAA-20星跨轨红外探测仪CrIS交叉观测对流层三维风场的创新方法,根据两仪器近重叠轨道星下点交叉观测辐射数据匹配水汽通道图像,通过稠密光流法分析目标运动变化并计算风场,对风矢量进行质量控制后同ERA-Interim再分析资料作定量化比较,分析风速均值绝对偏差、均方根误差和风向均值绝对偏差。分别对2019年2月20日UTC世界时00:00,06:00,12:00的HIRAS和CrIS交叉数据计算200,300,400,600,650和1000 hPa六组垂直高度风场,结果表明,风速范围的变化趋势与再分析资料表现一致,风速范围随高度降低而减小,高层对20 m·s^(-1)以上风速更敏感,地表附近测得风速集中在10 m·s^(-1)以内。风速均值绝对偏差多数小于3 m·s^(-1),最大不超过4 m·s^(-1),风速均方根误差多数小于3.5 m·s^(-1),最大不超过4.5 m·s^(-1),风向均值绝对偏差多数小于30°,最大不超过40°。风场误差主要来自仪器自身设计参数不同引入辐射数据的观测偏差,以及因数据空间分辨率不同导致在图像重投影处理过程中引入的定位偏差。
- 杨天杭顾明剑胡秀清吴春强漆成莉邵春沅
- 关键词：水汽通道
