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上海天文台GPS掩星技术研究现状 总被引：3，自引：0，他引：3
简要地介绍了GPS／LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态，列举了几个主要的LEO卫星计划；重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题，并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天台在GPS／LEO空基气象学中已经成功地提出：通过通约LEO／GPS轨道方法，实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例，针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景，提出利用通约LEO／GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS／LEO掩星观测资源，上海天台开展了振幅反演的计算方法研究；提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制，并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天地球动力学研究中心，上海天台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS／LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广，还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验，论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用。 相似文献
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简要地介绍了GPS/LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态 ,列举了几个主要的LEO卫星计划 ;重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题 ,并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天文台在GPS/LEO空基气象学中已经成功地提出 :通过通约LEO/GPS轨道方法 ,实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例 ,针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景 ,提出利用通约LEO/GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS/LEO掩星观测资源 ,上海天文台开展了振幅反演的计算方法研究 ;提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制 ,并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天文地球动力学研究中心 ,上海天文台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS/LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广 ,还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验 ,论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用 相似文献
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GPS掩星折射率剖面一维变分同化 总被引：11，自引：1，他引：10
近年来,GPS／LEO(全球定位系统／低地球轨道)卫星无线电掩星技术给出了地球大气探测的新途径．从LEO卫星观测到的掩星数据可以反演的地球大气的气压、水汽、温度等剖面;它们对气象和大气科学研究,是具有潜在价值的数据资源．掩星数据资料的同化技术可以有效地改进这些气象参数的剖面,从而改进目前的数值天气预报模式．在当前采用的一维变分同化反演技术中,可以用掩星观测资料的大气折射率或弯曲角剖面进行同化,来反演大气水汽和温度剖面以及海平面压强．作为独立自主开发的GPD／LEO掩星技术系统的一部分,以欧洲中尺度天气预报分析(ECMWF)资料为背景场,CHAMP 掩星观测得到的折射率剖面为观测值,采用Levenberg—Marquardt方法实行GPS掩星资料一维变分同化．在讨论中,用掩星观测点附近相应的探空气球资料来检验CHAMP掩星资料变分同化的结果． 相似文献
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地面GPS观测探测大气可降水汽量的方法和前景 总被引：6，自引：0，他引：6
介绍了利用地面GPS观测探测大气可降水汽量（PWV）的基本原理和方法及其在气象学和天文定位上的应用．地面GPS测量的PWV估计的主要误差源来自天顶湿延迟的估计．为了提高天顶湿延迟的估计精度,根据大气湿分量随时间变化的特性,天顶湿延迟的估算可采用确定性参数估计和随机模型估计．采用这些方法能有效地提高GPS精密定位中高程测量的精度,且其估算的PWV的精度可达1-2mm,足以满足天气预报和气候研究的需要．简述了大气分布的非球对称性对PWV估计的影响并评述了利用地面GPS测量探测PWV的前景． 相似文献
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LEO卫星轨道设计中的主要摄动源影响评估 总被引：3，自引：0，他引：3
对地球低轨道卫星（LEO）轨道设计中的摄动力模型进行了分析，并估计了其量级。然后针对用于GPS无线电掩星的LEO卫星轨道设计对掩星地面测点稳定性的要求，对力学模型进行了取舍，同时估计了各摄动力模型对轨道设计目标的影响。 相似文献
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上海地区地基GPS水汽三维层析技术和初步应用 总被引：1，自引：0，他引：1
地基GPS(Global Positioning System)探测大气水汽主要包括3个方面的内容:一是观测天顶方向的大气水汽总量(Precipitable Water vapor,PW);二是遥测倾斜的信号路径上的水汽总量(Slant-path Water vapor,SW);三是应用组网的GPS站倾斜路径观测反演局地上空的水汽三维信息,即水汽层析(watervapor tomography)技术.简单介绍了上海地区稠密的地基GPS网,并且在该网的基础上通过GAMIT软件计算出的整层水汽PW和各个方向上的梯度信息及观测残差,来获得GPS测定的SW,运用层析的技术可获得上海地区水汽的三维分布信息.以2008年8月25日上海罕见的大暴雨为例,分析了水汽三维结果在强对流天气中的应用. 相似文献
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对地球低轨道卫星 (LEO)轨道设计中的摄动力模型进行了分析 ,并估计了其量级。然后针对用于GPS无线电掩星的LEO卫星轨道设计对掩星地面测点稳定性的要求 ,对力学模型进行了取舍 ,同时估计了各摄动力模型对轨道设计目标的影响 相似文献
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GPS信号斜路径方向水汽含量的计算方法 总被引：14，自引：0，他引：14
利用GPS信号斜路径方向的水汽含量(SWV)探测水汽的三维分布，是目前国际上地基GPS气象学研究的前沿课题．基于此提出了一种利用无电离层影响的GPSLC非差观测组合直接计算斜路径方向水汽含量的方法．该方法每30秒钟计算一次斜路径方向的水汽含量．计算结果与水汽辐射计(WVR)的观测值比较表明，利用该方法计算斜路径方向的水汽含量可以达到毫米级的精度．把5分钟内的斜路径水汽投影到天顶方向取平均，与以5分钟间隔估计的可降水量(PWV)进行比较，结果表明二者之间的差别小于2mm．用该方法计算的GPS信号斜路径方向上的水汽含量，可以用于层析水汽的三维分布，优化数值天气预报的初始场，也可以改正GPS大地测量和雷达影像的误差。 相似文献
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越来越多的LEO卫星装载了高精度的星载GPS接收机,星载GPS定轨已成为LEO卫星精密定轨的重要手段之一。星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度,采用CODE(Center for Orbit Determination in Europe)官方网站提供的GPS精密星历及钟差数据,基于瑞士伯尼尔大学开发的Bernese 5.0软件,采用非差减缩动力学定轨方法,解算了60天的CHAMP卫星和SAC-C卫星轨道,并将所得轨道与JPL和GFZ事后科学轨道比较,得出的轨道位置三维精度优于20 cm量级,速度三维精度约为0.20 mm/s。 相似文献
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进行低高度角观测是GPS(Global Positioning System)气象学的发展趋势,其中发展高精度的低高度角的大气静力学延迟修正是主要的关键技术.比较了3种计算无线电波从空间到地面接收机的大气静力学延迟修正方法:(1)在大气球对称假设下用探空气球资料路径积分得到大气静力学延迟;(2)在大气球对称假设下用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料得到大气静力学延迟;(3)用Niell的大气静力学映射函数得到大气静力学延迟.与2001年中国地区89个探空气球站资料计算得到的大气静力学映射函数比较结果显示:NCEP再分析资料路径积分的方法在低高度角(5°以下)的精度好于Niell映射函数模型约5倍. 相似文献
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《天文学报》2018,(6)
对流层是影响各类对地观测、地对空观测精度的主要因素之一.目前GNSS(Global Navigation Satellite System)技术由于其时空分辨率和精度方面的优越性,成为大气延迟和水汽监测的主要手段之一.水汽辐射计WVR (Water Vapor Radiometer)是传统的大气探测手段,由于其观测原理和灵敏度等方面的特点,也有其特殊的用途. WVR在正式投入使用前必须根据各个测站的具体情况进行标校,一般采用探空数据来进行,但探空数据采样频率低、数据量小, GNSS具有相对的优势.利用分布于北京(BJMY)、上海(SHAO)、昆明(YNKM)、乌鲁木齐(URUM) 4个VLBI (Very Long Baseline Interferometry)台站的GPS和水汽辐射计数据,开展了利用GPS数据标校WVR的方法研究,探讨了各个台站WVR的数据预处理方法,分析了影响水汽辐射计测量精度的因素.利用2015–2016年的4个并置台站的GPS和WVR观测数据,验证水汽辐射计数据的稳定性与可靠性.采用归一化处理方法,利用GPS数据对水汽辐射计进行了校准,为水汽辐射计的标校提供了一种新的思路和方法. 相似文献
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推导了GPS无线电掩星振幅观测反演地球大气技术中Abel积分变换中的天顶补偿项 ,定性地说明了天顶补偿项对计算过程和反演剖面的影响。 相似文献
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自从新空间技术问世以来,大气传播误差的研究已经成为提高观测精度的主要课题之一。作为最新大气延迟映射函数0之一的Niell模型（NMF）已经在归算过程中受到重视。利用探空气球资料沿光程数值积分方法并在理论上分析了NMF模型的优点和缺点,认为：Niell利用探空气球资料来建立大气折射映射函数的方法有它的合理因素,例如可以建立一个台站或一个地区的映射函数;但是,即使利用充分多的探空气球资料,要建立高精度的“全球”大气延迟映射函数还存在着很大的困难。 相似文献
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COSMIC计划 总被引：10，自引：0，他引：10
为了获得足够多的地面掩星点资料，用于全球和局部天气预报和大气研究，1997年中国台湾地区和美国联合制定了耗资1亿美元的COSMIC（Constellation Observing System for Meteorology，Ionosphere and Climate)计划。COSMIC是气象、电离层和气候星座观测系统，它包括卫星、地面数据接受和卫星控制站、数据分析中心和数字通讯网络，计划于2005年开始实施。介绍了COSMIC计划产出的历史背景、科学任务及其整个系统的组成，并针对COSMIC和其它LEO（低地球轨道）星座计划，提出了我们应做和正在做的研究工作。 相似文献
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星载GPS相位观测值非差运动学定轨探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
在几何法、动力学法和减缩动力学法定轨基础上，探讨了星载GPS相位观测值非差运动学定轨方法及其实现程序。该方法无需复杂的力学模型和地面资料，只需LEO(Low Earth Orbit)卫星上的GPS数据和IGS的GPS精密星历产品，它计算简单、方便，能快速、高精度地确定轨道，同时，还能确定一些动力学参数，但没有轨道预报功能；针对法方程系数矩阵比较庞大，提出了矩阵分块、上三角化的参数解算方法，并用CHAMP卫星资料分析了上述方法的定轨精度。 相似文献
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针对国内气象部门的要求,本文就某一特定地域对地球低轨道卫星进行轨道计算,使得地面测点能维持在该区域较长时间.计算结果表明该轨道可以使得无线电掩星的地面测点维持在辐射半径为100km之内的区域达130天左右。这基本满足了利用GPS无线电掩星技术对局部地域大气进行监测研究的要求。 相似文献
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GIM在LEO卫星单频GPS定轨中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
电离层延迟误差是单频GPS(Global Positioning System)数据最主要的误差源,为提高基于单频GPS数据的LEO(Low Earth Orbiting)卫星定轨精度,必须消除/减弱GPS观测数据中电离层延迟影响.研究了全球电离层模型GIM(Global IonosphericMaps)在基于单频GPS伪距数据的低轨卫星运动学和动力学定轨中的应用,并通过估算电离层尺度因子的方法消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响.由于LEO卫星星载GPS信号受电离层延迟影响与卫星轨道高度相关,选取了轨道高度在300～800 km的CHAMP(CHAllenging Mini-satellite Payload)、GRACE(Gravity Recovery AndClimate Experiment)、TerraSAR-X及SAC-C等LEO卫星C/A码伪距观测量作为试算数据.CHAMP等卫星实测数据计算结果表明:以JPL(Jet Propulsion Laboratory)发布的GIM模型作为背景模型,通过电离层比例因子法能很好地消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响,提高LEO卫星运动学和动力学定轨精度,其中,CHAMP卫星轨道最低,受电离层延迟影响最严重,定轨精度提高最显著,分别为55.6%和47.6%;SAC-C卫星轨道高度最高,受电离层延迟影响最小,相应的定轨精度提高幅度也最低,分别为47.8%和38.2%. 相似文献
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GPS/LEO掩星观测的变分同化技术 总被引：6，自引：0，他引：6
在简单介绍GPS/LEO掩星探测大气的发展历史和科学意义之后,详细阐述了反演的基本原理;分析了标准反演中存在的问题,并说明一维变分同化(1DVAR)在反演方法中的重要性;给出了一维变分同化中价值函数的求解,以及各种同化因子;简单介绍了对当前气象学中普遍使用的四维变分同化(4DVAR);重点讨论了各种同化方法,以及使用各种同化因子的优缺点。最后,通过CHAMP卫星的观测实例分析,验证了GPS数据在数值天气预报(NWP)中的作用,以及相对于标准反演法一维变分对气象要素的改进。 相似文献