(19)國家知識產權局(72)發(fā)明人李志乾劉富清王波仇志金(普通合伙)37247GO6FGO6N3/126(2023.0基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反否滿足閾值條件否滿足終止條件本發(fā)明公開了基于浮標平臺的雨天對流層法進行反演，滿足目標函數值小于等于閾值時，2步驟1,利用近岸探空站存檔數據構建溫濕分層知識庫Q,并設定閾值組Ei,在知識庫中步驟3,從浮標平臺獲取海面溫度T、海面濕度H?作為邊界約束條件，利用設計的多目步驟4,計算濕分壓剖面en,由大氣溫度剖面Tn,濕分壓剖面en,氣壓剖面Pn,計算大氣折射率剖面。2.根據權利要求1所述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，其特征在吸收z(0°),斜路經大氣吸收滿足z(θ)=z(0°)secθ關系，利用傾斜路徑大氣微波方程計算大3.根據權利要求2所述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，其特征在方程系數；4.根據權利要求1所述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，其特征在3步驟3.1,將種群中的個體按照其在目標函數空間中的非支配關系進行排序，將個體分為不同等級；步驟3.2,對每個等級的個體，計算其在目標函數中的擁擠度；識別解空間中的優(yōu)良個體和不良個體，并記錄歷史上出現過的優(yōu)良個體；步驟3.3,使用交叉和變異操作，根據選擇策略從當前種群中選擇父代個體，并產生相應數量的子代個體，將父代個體和子代個體合并成一個新的種群；步驟3.4,根據非支配排序和擁擠度選擇下一代種群，首先按照非支配排序將個體分為不同等級，然后按照擁擠度選擇，最終保留高等級個體和有高擁擠度的個體；步驟3.5,重復步驟3.1-3.4,直至滿得到反演結果。5.根據權利要求1所述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，其特征在于，所述步驟4中大氣折射率剖面計算公式為：6.根據權利要求5所述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，其特征在對折射率廓線斜率進行檢測，當檢測到或的情況，即說明有大氣折射率異常情況發(fā)生，自動給出高度z,并發(fā)出告警提示。4技術領域[0001]本發(fā)明涉及海上大氣探測技術領域，尤其是基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法。背景技術[0002]對流層折射率是評估空間電波傳播的核心參數，在航空導航、空間飛行器測控、超視距傳播、雷達盲區(qū)探測及衛(wèi)星遙感校正等領域有關鍵作用。海上對流層折射率異常造成的電磁信號失鎖、傳輸延遲、甚至信號傳播路徑的改變(大氣波導傳輸),一直是海上活動的重大安全隱患。在船舶進出港作業(yè)或航行密度大海域，信號失鎖易造成通航秩序混亂；信號傳輸延遲，會給航天器海上跟蹤測控帶來困難；信號傳播路徑改變，會擴大雷達探測盲區(qū)，給海上安全活動帶來嚴重威脅。同時，海上對流層折射率異常還可增加雷達測距、測角、測速的誤差，增強雷達雜波，并對無線電通信產生[0003]海上對流層折射率異?，F象發(fā)生頻率較高，尤其是雨天條件下降水的干擾。雨滴本身會改變電磁波傳播路徑，導致折射率剖面反演需額外考慮液態(tài)水路徑(LWP)的修正，現有技術中的海上對流層折射率反演方法對于雨天反演結果準確率低，且計算效率低，無法滿足工程應用上對計算速度的實時性要求。發(fā)明內容[0004]為了克服現有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提出基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法。[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：基于浮標平臺的雨天對流層折射率步驟1,利用近岸探空站存檔數據構建溫濕分層知識庫Q,并設定閾值組Ei,在知識庫中搜索，在Q中隨機取m組(T,H)。,利用壓-高經驗公式以浮標平臺獲取的海面氣壓為初始步驟2,計算天頂角，構造m組(T,H,P,0),將種群m分解為s個子種群，并將每個子種群分發(fā)到不同CPU/GPU節(jié)點，對每個個體計算目標函步驟3,從浮標平臺獲取海面溫度T,、海面濕度H?作為邊界約束條件，利用設計的多目標遺傳免疫算法進行反演，滿足時，反演得到的大氣溫度剖面為Tn步驟4,計算濕分壓剖面en,由大氣溫度剖面Tn,濕分壓剖面en,氣壓剖面Pn,計算大氣折射率剖面。[0006]上述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，所述步驟2中目標函數值計算方法為：計算雨天條件下天頂大氣吸收系數k和天頂大氣吸收r(0°),斜路經大氣吸5收滿足r(θ)=τ(o°)secθ關系，利用傾斜路徑大氣微波方程計算大氣亮溫TB,已知觀測亮溫TB,進而得到目標函數值[0007]上述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，所述雨天條件下天頂大氣吸收系數k計算方法為：均為方程系數；對于線極化和圓極化中所有的路徑幾何：其中，0是路徑斜角，t是相對水平位置的極化斜角，可以微波輻射計參數中獲取。[0008]上述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，所述步驟3多目標遺傳免疫算法反演具體過程包括：步驟3.1,將種群中的個體按照其在目標函數空間中的非支配關系進行排序，將個體分為不同等級；步驟3.2,對每個等級的個體，計算其在目標函數中的擁擠度；識別解空間中的優(yōu)良個體和不良個體，并記錄歷史上出現過的優(yōu)良個體；步驟3.3,使用交叉和變異操作，根據選擇策略從當前種群中選擇父代個體，并產生相應數量的子代個體，將父代個體和子代個體合并成一個新的種群；步驟3.4,根據非支配排序和擁擠度選擇下一代種群，首先按照非支配排序將個體分為不同等級，然后按照擁擠度選擇，最終保留高等級個體和有高擁擠度的個體；[0009]上述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，所述步驟4中大氣折射率剖面計算公式為：6[0010]上述的基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反演方法，當電波遠距離傳輸時，或或有效提高了雨天對流層折射率剖面反演的準確率，實現了實時探測海上對流層折射率剖附圖說明[0014]如圖1所示，本實施例公開了一種基于浮標平臺的雨天對流層折射率剖面反[0015]步驟1:利用近岸探空站存檔[0016]步驟2:從姿態(tài)傳感器獲取搭載平臺的運動姿態(tài)天頂大氣吸收r(0°),斜路經大氣吸收滿足r(θ)=τ(o°)secθ關系，利用傾斜路徑大氣微波方,其中T取2.73K,計算其目標函數7雨天條件下大氣吸收主要包括氧氣吸收、水汽吸收及雨滴的吸收，即j1234J12348j12345j12345α=[kaan+k?ar+(kaan-kpa[0028]多目標遺傳免疫算法將求解問題的目標函數對應為入侵生命體的抗原(適應度),9步驟4.2,對每個等級的個體，計算其在目標函數步驟4.3,使用交叉和變異操作，根據選擇策略從N=Ndy+Nwet初始參數剖面觀