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龙图腾网获悉南京气象科技创新研究院申请的专利基于背景场重构的静止卫星地表发射率协同反演方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121503101B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610042986.1，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权基于背景场重构的静止卫星地表发射率协同反演方法是由唐飞;李昕;诸葛小勇;刘伟光;陈凤娇;姚彬;阚琬琳;陈浩设计研发完成，并于2026-01-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于背景场重构的静止卫星地表发射率协同反演方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于背景场重构的静止卫星地表发射率协同反演方法，属于卫星遥感信息处理技术领域，包括：构建地表温度和大气温度空间结构协同约束的背景场，采用三维变分同化代价函数同化地面气象观测站点的实测地表温度，得到的地表温度分析场作为一位变分反演代价函数反演地表发射率的地表温度初猜场；将地表要素历史数据集中的地表发射率生成地表发射率背景场，并基于地表要素历史数据集构建能够表征地表发射率与地表温度耦合关系的地表项背景误差协方差矩阵，进而构建一维变分反演代价函数；结合静止轨道辐射成像仪的红外窗区通道所观测到的晴空观测像元的卫星观测亮温，即可实现地表发射率的反演，从而提高了地表发射率反演水平。

本发明授权基于背景场重构的静止卫星地表发射率协同反演方法在权利要求书中公布了：1.一种基于背景场重构的静止卫星地表发射率协同反演方法，其特征在于，包括如下步骤： 分别获取实测地表温度以及数值预报模式输出的传统地表温度背景场和大气温湿度廓线； 对于数值预报模式输出的传统地表温度背景场，引入地表温度项，以构建大气温度与地表温度空间结构协同约束的背景场，实现背景场重构，获得优化的地表温度背景场； 基于实测地表温度以及优化的地表温度背景场，构建优化的三维变分同化代价函数，以对实测地表温度进行同化，输出地表温度分析场； 获取指定历史时段内的地表要素，以构建地表要素历史数据集；地表要素包括地表温度和地表发射率； 基于地表要素历史数据集，构建表征地表发射率与地表温度之间协同约束关系的地表项背景误差协方差矩阵，并基于所获得的地表项背景误差协方差矩阵，构建一维变分反演代价函数； 获取静止轨道辐射成像仪的红外窗区通道所观测到的晴空观测像元的卫星观测亮温； 将所获得的地表要素历史数据集中的地表发射率生成一维变分反演代价函数所需输入的地表发射率背景场，并以优化的三维变分同化代价函数所输出的地表温度分析场作为一维变分反演代价函数所需输入的地表温度初猜场，结合大气温湿度廓线以及所观测到的晴空观测像元的卫星观测亮温，即可实现地表发射率的独立反演或者地表发射率与地表温度的联合反演，进而输出地表发射率优化值； 一维变分反演代价函数表示为： ； 式中：是地表项状态向量；是地表项背景场向量；为地表项背景误差协方差矩阵；是卫星观测亮温；是每次迭代时通过观测算子H输出的背景亮温；E是亮温项观测误差协方差矩阵； 地表项背景误差协方差矩阵表示为： ； 式中：为基于地表要素历史数据集进行样本统计计算得到的地表发射率与地表温度的相关系数，是基于地表要素历史数据集进行样本统计计算得到的地表发射率的误差方差，是基于地表要素历史数据集进行样本统计计算得到的地表温度的误差方差； 背景亮温表示为： ； 式中：是地表项状态向量，包括地表温度分析场、大气温湿度廓线以及当前迭代次数下的地表发射率； 迭代一维变分反演代价函数时，采用Levenberg-Marquardt算法最小化一维变分反演代价函数，通过雅可比矩阵计算地表发射率与地表温度对卫星观测亮温的敏感性，迭代更新地表发射率，直至收敛。

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