(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 202210923321.3 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 北京华云星地 通科技有限公司 地址 100089 北京市海淀区中关村南大街 46号国家卫星气象中心6 03-613 (72)发明人 瞿建华　张迺强　张盼想　王丁　 鄢俊　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 王爱涛 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种卫星载荷观测模拟数据的计算方法及 系统 (57)摘要 本发明公开了一种卫星载荷观测模拟数据 的计算方法及系统， 涉及卫星仪器观测仿真模拟 技术领域， 方法包括： 确定 数值预报数据集； 数值 预报数据集包括多个数值预报数据； 获取卫星在 各扫描点的观测数据； 根据数值预报数据集和卫 星在各扫描点的观测数据生成卫星在各扫描点 的结构化数据； 每个扫描点的结构化数据均包 括： 数值预报数据、 卫星在当前扫描点的观测 几 何数据和对应规则； 根据卫星在各扫描点的结构 化数据生 成卫星在各扫描点的大气廓线； 利用辐 射传输模型， 根据卫星在各扫描点的大气廓线计 算卫星载荷 观测模拟数据。 本发 明设置结构化数 据， 降低了辐射传输模拟所需内存资源、 计算资 源和存储资源的要求， 提高了节点计算效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115238514 A 2022.10.25 CN 115238514 A 1.一种卫星载荷观测模拟数据的计算方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 确定数值预报数据集； 所述数值预报数据集包括多个数值预报数据； 获取卫星在各扫描点的观测数据； 每个所述扫描点的观测数据均包括： 观测几何数据 和扫描时间； 所述观测几何数据包括： 经度、 纬度、 太阳天顶角、 太阳方位角、 卫星天顶角和 卫星方位角； 根据所述数值预报数据集和所述卫星在各所述扫描点的观测数据生成所述卫星在各 所述扫描点的结构化数据； 每个所述扫描点的结构化数据均包括： 所述数值预报数据、 所述 卫星在当前扫描点的观测几何数据和对应规则； 所述对应规则为所述卫星在当前扫描点的 观测几何数据与所述数值预报数据在空间以及扫描时间上的映射； 根据所述卫星在各所述扫描点的结构化数据生成所述卫星在各所述扫描点的大气廓 线； 所述卫星在一个所述扫描点的结构化数据对应生成一条 所述大气廓线； 利用辐射传输模型， 根据所述卫星在各所述扫描点的大气廓线计算卫星载荷观测模拟 数据， 所述 卫星载荷观测模拟数据用于判断所述 卫星载荷探测功能的稳定性和定标精度。 2.根据权利要求1所述的卫星载荷观测模拟数据的计算方法， 其特征在于， 所述确定数 值预报数据集， 具体包括： 获取数值天气预报数据集； 所述数值天气预报数据集包括： 温度廓线、 湿度廓线、 海冰、 云水含量、 云冰 含量、 2米饱和水气压、 地表温度、 地表压力和痕迹气体； 按照设定规则， 对所述数值天气预报数据集进行标准化处理， 得到所述数值预报数据 集。 3.根据权利要求1所述的卫星载荷观测模拟数据的计算方法， 其特征在于， 所述根据 所 述卫星在各所述扫描点的结构化数据生成所述卫星在各所述扫描点的大气廓线， 具体包 括： 将所述卫星在各所述扫描点的结构化数据按照预设组数分组， 得到多组结构化数据 集； 将每组所述结构化数据集中的结构化数据进行并行计算， 生成卫星在各扫描点的大气 廓线。 4.根据权利要求1所述的卫星载荷观测模拟数据的计算方法， 其特征在于， 所述利用辐 射传输模型， 根据所述 卫星在各 所述扫描点的大气廓线计算 卫星载荷观测模拟数据， 包括： 利用快速辐射传输模型， 根据 所述卫星在各所述扫描点的大气廓线计算卫星载荷观测 模拟数据。 5.根据权利要求1所述的卫星载荷观测模拟数据的计算方法， 其特征在于， 所述利用辐 射传输模型， 根据所述 卫星在各 所述扫描点的大气廓线计算 卫星载荷观测模拟数据， 包括： 利用逐线利用辐射传输模型， 根据 所述卫星在各所述扫描点的大气廓线计算卫星载荷 观测模拟数据。 6.一种卫星载荷观测模拟数据的计算系统， 其特 征在于， 包括： 数值预报数据集确定模块， 用于确定数值预报数据集； 所述数值预报数据集包括多个 数值预报数据； 观测数据获取模块， 用于获取卫星在各扫描点的观测数据； 每个所述扫描点的观测数 据均包括： 观测几何数据和扫描时间； 所述观测几何数据包括： 经度、 纬度、 太阳天顶角、 太权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238514 A 2阳方位角、 卫星天顶角和卫星方位角； 结构化数据生成模块， 用于根据所述数值预报数据集和所述卫星在各所述扫描点的观 测数据生成所述卫星在各所述扫描点的结构化数据； 每个所述扫描点的结构化数据均包 括： 所述数值预报数据、 所述卫星在当前扫描点的观测几何数据和对应规则； 所述对应规则 为所述卫星在当前扫描点的观测几何数据与所述数值预报数据在空间以及扫描时间上的 映射； 大气廓线生成模块， 用于根据 所述卫星在各所述扫描点的结构化数据生成所述卫星在 各所述扫描点的大气廓线； 所述卫星在一个所述扫描点的结构化数据对应生成一条所述大 气廓线； 正演模拟数据计算模块， 用于根据 所述卫星在各所述扫描点的大气廓线计算卫星载荷 观测模拟数据， 所述卫星载荷观测模拟数据用于判断所述卫星载荷探测功能的稳定性和定 标精度。 7.根据权利要求6所述的卫星载荷观测模拟数据的计算系统， 其特征在于， 所述数值预 报数据集确定模块， 具体包括： 数值天气预报数据集获取单元， 用于获取数值天气预报数据集； 所述数值天气预报数 据集包括： 温度廓线、 湿度廓线、 海冰、 云水含量、 云冰含量、 2米饱和水气 压、 地表温度、 地表 压力和痕迹气体； 数值预报数据集确定单元， 用于按照设定规则， 对所述数值天气预报数据集进行标准 化处理， 得到所述数值预报数据集。 8.根据权利要求6所述的卫星载荷观测模拟数据的计算系统， 其特征在于， 所述大气廓 线生成模块， 具体包括： 分组单元， 用于将所述卫星在各所述扫描点的结构化数据按照预设组数分组， 得到多 组结构化数据集； 并行计算单元， 用于将每组所述结构化数据集中的结构化数据进行并行计算， 生成卫 星在各扫描点的大气廓线。 9.根据权利要求5所述的卫星载荷观测模拟数据的计算系统， 其特征在于， 所述正演模 拟数据计算模块， 包括： 快速模型计算单元， 用于利用快速辐射传输模型， 根据所述卫星在各所述扫描点的大 气廓线计算 卫星载荷观测模拟数据。 10.根据权利要求5所述的卫星载荷观测模拟数据的计算系统， 其特征在于， 所述正演 模拟数据计算模块， 包括： 逐线模型计算单元， 用于利用逐线利用辐射传输模型， 根据所述卫星在各所述扫描点 的大气廓线计算 卫星载荷观测模拟数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238514 A 3