临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法及装置与流程

本发明实施例涉及环境参量统计建模，特别涉及一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法及装置。

背景技术：

1、临近空间光学辐射与传输的时空变化特性受到多种临近空间环境参量时空变化的影响，比如临近空间大气温度、二氧化碳(co2)含量、一氧化碳(co)含量、甲烷(ch4)含量、臭氧(o3)含量、一氧化氮(no)含量等。构建这些环境参量的时空变化统计模型，可以快速生成指定时间、指定位置的参量廓线，用于临近空间光学特性的仿真分析，进而支撑临近空间光学载荷设计、反演识别算法设计等。统计模型相比于实测数据具有更加轻便、快捷的特点，且可以克服实测数据的时空不规则分布等缺点，按照时空变化规律构造的模型具有一定程度的预测能力。

2、相关技术中，常见的临近空间环境参量统计模型，比如msise(mass spectrometerand incoherent scatter emprical model)系列模型，主要面向飞行器轨道计算等应用，着重关注大气密度、大气风场等参量，难以支撑临近空间光学特性敏感的环境参量时空变化研究。

3、因此，亟需一种新的临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法及装置。

技术实现思路

1、为了解决传统临近空间环境参量统计模型难以支撑临近空间光学特性敏感的环境参量时空变化研究技术问题，本发明实施了提供了一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法及装置。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法，方法包括：

3、获取临近空间环境参量的实测数据；

4、根据所述实测数据的时空分布特点，对所述实测数据进行空间网格划分；

5、对每个空间网格内的实测数据进行均值化处理，得到若干个空间网格的平均时序数据；

6、基于所述空间网格平均时序数据的变化特征，以构建所述临近空间环境参量的统计模型。

7、第二方面，本发明实施例还提供了一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建装置，装置包括：

8、获取单元，用于获取临近空间环境参量的实测数据；

9、空间网格划分单元，用于根据所述实测数据的时空分布特点，对所述实测数据进行空间网格划分；

10、均值化单元，用于对每个空间网格内的实测数据进行均值化处理，得到若干个空间网格的平均时序数据；

11、统计模型构建单元，用于基于所述空间网格平均时序数据的变化特征，以构建所述临近空间环境参量的统计模型。

12、第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。

13、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。

14、本发明实施例提供了一种近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法及装置，首先根据获取得到的临近空间环境参量实测数据的分布特点，对实测数据进行空间网格划分，并对每个空间网格内的实测数据进行均值化处理，均值化处理后的空间网格的平均时序数据能够反映环境参量的时空变化规律，最后，根据每个空间网格的平均时序数据的变化特征，即可构建得到临近空间环境参量的统计模型；本方案中，通过将具有不规则分布的实测数据转化为可以产生时空规则分布的统计模型，根据该统计模型可以快速生成临近空间光学特性计算所需的环境参量数据，从而支撑临近空间光学特性仿真及临近空间光学探测。

技术特征：

1.一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实测数据包括不同时间和不同空间内临近空间的大气温度变化、气体种类变化和气体含量变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实测数据的时空分布特点，对所述实测数据进行空间网格划分，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述划分网格类型包括经度网格、纬度网格和高度网格。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述空间网格平均时序数据的变化特征，以构建所述临近空间环境参量的统计模型，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临近空间环境参量统计模型的数学表达式如下：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述统计残差项是通过如下公式确定得到的：

8.一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建装置，其特征在于，包括：

9.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种临近空间环境参量的时空变化统计模型的构建方法及装置。方法包括：获取临近空间环境参量的实测数据；根据所述实测数据的时空分布特点，对所述实测数据进行空间网格划分；对每个空间网格内的实测数据进行均值化处理，得到若干个空间网格的平均时序数据；基于所述空间网格平均时序数据的变化特征，以构建所述临近空间环境参量的统计模型。本方案中，通过将具有不规则分布的实测数据转化为可以产生时空规则分布的统计模型，根据该统计模型可以快速生成临近空间光学特性计算所需的环境参量数据，从而支撑临近空间光学特性仿真及临近空间光学探测。

技术研发人员：刘栋,丁宁,马静,毛宏霞,朱勇
受保护的技术使用者：北京环境特性研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29