GPS掩星观测的变分同化技术

发布时间：2021-06-11 07:27

　　常规的大气探测手段的时空分辨率限制了我们对于地球大气的时变特性和空间分布的深入认识。GPS／LEO掩星技术以其全球覆盖、高精度、高垂直分辨力、长期稳定、低费用、全天候观测等特点，提供了一种新的大气探测技术。该技术对将来的中性大气和电离层的探测具有广阔的应用前景，对我国的数值天气预报和气候的研究具有十分重要的价值。 本文围绕无线电掩星反演地球大气的原理以及变分同化方法的运用，讨论了该技术在数值预报方面的应用，主要工作如下： 1、简单地介绍了地球大气以及无线电掩星观测的意义、历史和发展。讲述了无线电掩星观测技术的发展现状，以及开展GPS气象学的科学意义和在国防建设、国民经济中的应用价值。 2、详细描述了无线电掩星的基本技术原理。以COSMIC计划为例，介绍了掩星观测系统（包括GPS卫星和LEO卫星），观测资料的数据处理流程（包括数据采集、精密定轨、校正处理和反演处理）以及掩星观测的特点。 3、介绍了无线电波在中性大气中传播的基本理论（正演）和有关大气折射的基本知识，然后介绍GPS掩星反演地球大气的基本理论，以及球对称假设下的中性大气标准反演法及其计算流程，并且给出了... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海天文台)上海市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

COSMIC计划获得的掩星事件分布图

.3.2:GeometryofhteGPS/LEOoeeultation图3.2简单地表示了GPS和LEO卫星构成掩星观测的几何关系(Melboumeetal.1994)。装载在LEO卫星上的GPS双频接收机以SOHz或100Hz的采样频率记录精确的双频GPS信号相位延迟量和信噪比。LEO卫星星载GPS接收机观测到的相位L可以写成:五二p+e伽一Td)一dI+翻+。，(3.5)其中，p为发射机与接收机的几何距离，。为真空中的光速，dt和dT分别为GPs和LEO卫星钟的钟差，dI和Ad分别是信号传播路径上电离层和中性大气层产生的相位延迟，:为剩余误差(例如测量噪声、未修正的多路径效应等)，由于我们要在后面要对相位观测做差分运算，上式中的整周模糊度就忽略了。根据GPS卫星和LEO卫星的精密星历可以计算出二者之间的几何距离p。要从(3.5)式中获得由地球大气引起的相位延迟序列

图9.1:目前全球观测系统Fig，9.1:CurrentSPaeebasedObsevringSystem注意到掩星观测的科研、国防和经济价值以后，许多国家和地区都纷纷制定和将要实施自己的S/LEO卫星掩星观测计划。世界上主要的星划有两

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3224111