(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210668700.2 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 中国人民解 放军陆军炮兵防空兵学 院 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区黄山路 451号 申请人 中国科学院合肥物质科 学研究院 (72)发明人 陶宗明　麻晓敏　单会会　张辉　 韩佳佳　赵少卿　王申浩　刘东　 王珍珠　 (74)专利代理 机构 合肥市长 远专利代理事务所 (普通合伙) 34119 专利代理师 孙丽丽 (51)Int.Cl. G01S 17/95(2006.01)G01S 7/48(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种反演臭氧浓度廓线拟合算法、 存储介质 及计算机系统 (57)摘要 本发明公开了一种反演臭氧浓度廓线拟合 算法、 存储介质及计算机系统， 其中算法包括以 下步骤： S1， 输入两个波长的CCD回波信号P (λon,z)和P(λoff,z)； S2， 对步骤1中的两个方程式进行处理， 求得臭氧 浓度廓线。 本发明运用拟合算法， 将z ‑z+Δz之间 的所有探测 信号都用来求臭氧浓度廓线， 提高了 信号的利用率， 从而大幅度降低了误差 。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115015965 A 2022.09.06 CN 115015965 A 1.一种反演臭 氧浓度廓线拟合 算法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 输入两个波长的C CD回波信号P( λon,z)和P( λoff,z)； 其中， z是高度， θ是散射角， dθ是每一个像素的张角， P( λ,z)是高度z处的散射光被一个 像素接收到的散射光强度， 即回波信号， β( λ, θ )是大气的侧向散射系数， αg( λ,z)是大气中 除臭氧气体外的大气， 包括大气分子和气溶胶 的消光系数， σ( λ )是臭氧分子的吸收截面， 是臭氧的浓度， 下 标on和off分别波长为 λon和 λoff。 S2， 对步骤1中的两个方程式进行处 理， 求得臭氧浓度廓线。 2.根据权利要求1所述的算法， 其特 征在于， 所述 步骤2中的处 理方法包括以下步骤： S21， 假设臭氧浓度 在z‑z+Δz高度范围内均匀， 且浓度为 其中k 为可变的自然数， C0为最小可探测浓度， 当k取不同的数时， 就可得到不同的臭氧浓度值； 假 设k的最大值 为N； S22， 在z‑z+Δz范围内， 构造n个模拟的P'( λon,z+nd)； 若z ‑z+Δz范围内包含有n个CCD 回波信号数据值， 则以步骤1中的公 式(2)探测出的P( λoff,z)信号为基础， 依据CCD接收信号 的原理， 模拟构造出n个假设的P'( λon,z+nd)回波信号， P'( λon,z+nd)＝P( λoff,z)·exp{‑ 2kC0·[σ( λ0n)‑σ( λoff)]·nd}， 其中， n的取值范围是 1、 2、 3、…、 n， 且nd＝Δz， d为CCD回波信 号中相邻数据的高度差； S23， 在z‑z+Δz范围内， 用拟 合算法计算出n个模拟假设的P'( λon,z)与对应高度上实际 探 测 的 步 骤 1 中 的 公 式 ( 1 ) 中 的 P (λo n, z ) 差 的 平 方 和 S u m ( k ) ； Sum(k)是步骤21中可变自然数k的函数； S24， 让k从1至N逐次增加， 得出N个Sum(k)； k从1开始， 每次加1， 直至N， 其中， NC0是臭氧 可能出现的最大浓度， 依据探测所在地的情况而定， 然后重复步骤22和23， 得出N个不同k值 时的Sum(k)； S25， 选出Sum(k)最小值对应的k记为kfit， 则z‑z+Δz的浓度为 对N个不同k 值时的Sum(k)进行排序， 选出最小值Sum(k)， 最小 值Sum(k)对应的k值记为kfit， 对应的臭氧 浓度Sum(kfit)， 当Sum(k)最小时， 即CCD接收信号的原理模拟构造出n个 假设的P'( λon,z+nd) 回波信号与实测的对应最相近， 这表明臭氧浓度 与实测信号最相符， 这样就 拟合z‑z+Δz范围的臭 氧浓度 S26， 采用移动的方法， 从z＝0开始， 至z＝ztop结束， 高度逐步增加， 每增加一个高度， 重 复步骤22—25， 最后就得到一个拟合的臭氧浓度高度分布值， 即获得0至ztop之间的臭氧浓 度廓线 3.一种计算机可读存储介质， 其特征在于： 介质上存有计算机程序， 计算机程序运行 后， 执行如权利要求1至2中任一项所述的反演臭 氧浓度廓线拟合 算法。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115015965 A 24.一种计算机系统， 其特征在于： 包括处理器、 存储介质， 存储介质上存有计算机程序， 处理器从存储介质上读取并运行计算机程序以执行如权利要求1至2中任一项所述的反演 臭氧浓度廓线拟合 算法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115015965 A 3