[发明专利]一种基于粒子特性差异的边界层高度反演方法

权利要求书

1.一种基于粒子特性差异的边界层高度反演方法，其特征在于：基于大气粒子的特征差异来获得边界层顶部，实现方式包括以下步骤，

步骤1，利用激光雷达数据建立特征值，包括基于边界层上下的气溶胶粒子和分子粒子特征的差异性，用后向散射信号构建特征值A序列，用色比信号构建特征值B序列，特征值A序列表示相邻粒子之间的消光能力的差异，特征值B序列表示相邻粒子之间粒子尺度大小的差异；

步骤2，对特征值A序列和特征值B序列进行归一化处理；

步骤3，建立差异度序列Z，包括利用步骤2所得归一化处理后的特征序列建立差异度序列Z，通过差异度序列表示相邻粒子之间的特性差异；

步骤4，查找边界层高度，包括根据差异度序列Z，通过查找差异度序列里最大值的点，初步确定出边界层高度所在的位置；

步骤5，过滤误差点，用阈值法监测边界层高度处后向散射信号是否小于等于阈值Δ_thr，如果小于等于Δ_thr则为正确的边界层高度，输出结果；如果大于Δ_thr说明是气溶胶层次交界处，将最大差异点的差异度归0后，重新查找边界层高度，直到输出正确结果。

2.如权利要求1所述基于粒子特性差异的边界层高度反演方法，其特征在于：步骤1实现方式为，使用双波长激光雷达两个通道的回波信号计算后向散射信号和色比信号，将相邻粒子的后向散射信号相减，得到表示相邻粒子间消光能力差异度大小的特征值A序列，将相邻粒子的色比信号相减，得到表示相邻粒子间尺度大小差异的特征值B序列。

3.如权利要求1或2所述基于粒子特性差异的边界层高度反演方法，其特征在于：步骤3实现方式为，

利用归一化处理后的特征序列去建立差异度序列Z如下，

Z(i)＝X²(i)+Y²(i)

其中，Z(i)表示第i个采样点处差异度的大小，X(i)和Y(i)分别表示第i个采样点处的归一化特征值X和Y的大小。

4.如权利要求1或2所述基于粒子特性差异的边界层高度反演方法，其特征在于：阈值Δ_thr定义为，

Δ_thr＝(BS_max+BS_min)/4

其中，BS_min和BS_max分别表示BS信号中的最小值和最大值，BS信号为后向散射信号。