中国科学院知识创新工程重要方向项目(KGCX2-SW-408)
- 作品数：9 被引量：99H指数：7
- 相关作者：胡雄吴小成宫晓艳张训械肖存英更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院研究生院中南民族大学更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家自然科学基金湖北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球电子电信更多>>
- 山基GPS掩星与自动气象站观测结果比较被引量：6
- 2008年
- 山基GPS掩星技术可以精确获得低层大气折射率信息,其观测原理是：在高山的山顶安装GPS接收机,跟踪GPS卫星的低仰角和负仰角信号,通过载波相位的变化求出大气折射造成的弯曲角剖面,从而利用科学反演方法获得观测点高度以下的大气折射率剖面.为了对山基掩星测量数据进行验证,2005年8月1日-29日,在河北雾灵山（40.60°N,117.48°E,2118m）开展了为期一个月的山基GPS掩星观测与其他探测的对比实验.实验所用的JAVAD双频GPS接收机共工作576小时,接收机朝南观测,记录到山基掩星事件1136次,其中上升掩星621次,下降掩星515次.实验期间,在雾灵山顶利用自动气象观测仪每天24小时观测当地的温度、湿度和气压,由此可计算大气折射率.本文利用雾灵山GPS掩星实验所获得的观测数据,成功反演得到大气折射率剖面,并将所得接收机高度的折射率与雾灵山顶自动气象站观测结果进行比对,分析结果表明：山基GPS掩星和自动气象站观测结果是一致的.山基GPS掩星观测可为低层大气环境监测提供大量数据,具有潜在的应用前景.
- 宫晓艳胡雄吴小成
- 关键词：自动气象站大气折射指数
- 激光雷达大气湍流测量方法研究被引量：9
- 2006年
- 报道了一种用激光雷达方法测量大气湍流的技术,利用发射激光束在空间所需位置产生一个聚焦光斑,通过此光斑处的大气分子瑞利散射机制形成一个空间的人造散射光源,接收系统对此光源的散射光进行探测,测量出从地面到此空间散射光源之间的大气湍流参数。给出了对武汉上空大气湍流测量的初步结果。得到了不同高度层的大气相干长度随时间的变化特性、平均值和起伏均方差,并对实验测量和模型计算的大气折射率结构常数在相应高度段的积分值进行了比较,二者积分值都在10-12量级,得到的结果基本相符。这种测量方法的实现,为测量空间不同方位、不同距离的大气湍流提供了一种新的手段。
- 戴阳林兆祥张文艳程学武李发泉宋述燕龚顺生
- 关键词：大气湍流激光雷达
- 利用卫星温度资料计算风场的方法分析与比较被引量：11
- 2008年
- 本文分析和比较了利用卫星温度资料计算水平风场的方法，包括地转风、梯度风和平衡风的计算方法．以DAAC提供的MLS／UARS 1992年12月份的大气温度数据为例，计算了20～55km高度范围的地转风、梯度风和平衡风，并与ECMWF提供的ERA-40再分析风场资料作了对比和分析，包括12月16日以及12月月平均风场随纬度一高度的变化、风场随经度一纬度的变化、纬圈平均风场随纬度一高度的变化特征和规律．计算结果表明，利用卫星温度观测数据计算的风场与再分析资料的特征和规律基本一致．计算的地转风在高纬地区比梯度风和平衡风大，在中低纬地区三者的差别较小，随着纬度的增大，曲率项的影响也逐渐增大，在高纬地区不可忽略．平衡风在梯度风的基础上还考虑了大气平流项的影响，能更好地反映风场的变化特征，尤其是高纬地区经向风的变化规律．利用平衡风场的计算结果，文章首次定量地计算了平衡方程中各项的大小和比值，分析了各项的贡献和相对重要性．结果表明，重力位势梯度项的贡献最大，并且随着纬度的增大有升高的趋势；曲率项的贡献随着纬度的增大也有增大的趋势，在高纬度地区的比值超过10％；平流项占有一定的比值，其变化范围相对较大，变化规律比较复杂．
- 肖存英胡雄田剑华
- 关键词：温度地转风梯度风
- 钠多普勒激光雷达大气参数反演方法被引量：13
- 2009年
- 钠多普勒激光雷达以75～110km大气层中的Na原子为示踪物,由接收到的共振荧光散射回波光子数反演该高度范围内大气温度、风场及钠原子数密度廓线。研究钠激光雷达大气风场和温度反演的方法,分析激光雷达光子计数中的脉冲堆积效应和钠层吸收对反演结果的影响,并提出改正方法。将该方法用于美国伊利诺斯大学激光雷达实测数据的反演,反演结果与该大学的结果相符合,验证了反演方法的正确性。最后对测量数据进行了误差分析,给出噪声光子数引起的误差剖面及实验测量精度。
- 徐丽胡雄闫召爱程永强郭商勇
- 关键词：误差分析
- 雾灵山GPS掩星观测实验分析被引量：7
- 2008年
- 在高山的山顶上,利用GPS接收机跟踪低仰角和负仰角的GPS卫星信号,即山基GPS掩星观测,该技术可以获得低层大气折射指数剖面。2005年8月1—29日,在河北雾灵山(40.60°N,117.48°E,海拔2118 m)开展了山基GPS掩星观测实验,共获得576 h的原始观测数据,跟踪到掩星事件共1136次,其中621次上升掩星事件,515次下降掩星事件,平均每小时观测到2次掩星事件,经反演成功获得939个大气折射指数剖面。分析结果表明:山基掩星事件发生时间(地方时)大体呈平均分布;山基掩星事件持续时间大部分在15~20 min;山基掩星事件跟踪最低负仰角分布的峰值出现在-3°^-2.5°之间,所跟踪到的最低负仰角达到-4.994°,出现在正南稍偏东方向;下降掩星事件的最低仰角分布明显低于上升掩星事件的最低仰角分布。上述实验结果表明:山基掩星观测每天可为低层大气环境监测提供大量时空分布的折射率数据,具有潜在的应用前景。
- 宫晓艳胡雄吴小成张训械宋淑丽
- 关键词：大气折射指数
- 大气掩星反演误差特性初步分析被引量：28
- 2007年
- GPS大气掩星探测技术可以获得全球大气折射率、气压、密度、温度和水汽压等气象参数,该技术基本原理是基于几何光学近似的Abel积分反演.地球扁率、电离层传播时间延迟、大气大尺度水平梯度、多路径传播现象等因素在某些高度范围影响大气反演的精度.本文采用模拟的方法,分析其中地球扁率及电离层对反演结果的影响,并讨论局部圆弧修正及电离层修正的效果.利用CHAMP掩星实测轨道数据和有关电离层和大气经验模式、采用三维射线追踪方法模拟计算几种情形下的GPS掩星观测附加相位数据,对模拟数据进行反演,将反演气象参量剖面与模拟时给定模式剖面进行比较,得到了0～60km高度范围内的反演误差.误差统计分析结果表明,局部圆弧中心的修正以及电离层修正,对于高精度的GPS掩星反演是非常重要的;电离层修正残差仍是制约30～60km高度范围内反演精度的重要因素,进一步完善和优化大气掩星反演需要发展新的电离层修正算法.
- 宫晓艳胡雄吴小成张训械
- 关键词：GPS地球扁率
- 利用GPS反射信号遥感全球海态被引量：10
- 2004年
- 最近几年 ,迅速发展一种新的空基海洋遥感技术。它在低轨卫星上接收经海面或地面反射的GPS信号 ,通过分析C/A或P码的相关函数波形及其后沿 ,获得全球海面平均高度、浪高、海面风场以及土壤湿度等 ,提供海洋中尺度涡旋发展、演变信息 ,监测和分析高纬地区冰层厚度。它采用无源探测方法 ,具有成本低、获取数据量多和快速等突出特点 ,是传统卫星高度计探测的重要补充和发展。该文讨论了这项技术发展现状、反射信号的时间延迟以及海态参数计算等关键技术 ;也给出作者利用掩星观测资料分析得到的海面反射回波一些重要结果。
- 张训械张冬娅胡雄张媛
- 关键词：卫星高度计掩星中尺度涡旋海面风场遥感无源探测
- 中国上空平流层准零风层的特征分析被引量：18
- 2008年
- 利用ECMWF提供的ERA-40再分析风场资料首次分析了中国上空平流层准零风层的特点及其随季节和地理位置的变化特征.结果表明,准零风层一般处于18～25 km高度范围内,零风线所在的高度随时间和地理位置的不同稍有变化.根据准零风层随纬度的变化特征,中国上空可以分成三个区域:低纬地区(5°N～20°N)、中低纬过渡区域(20°N～32.5°N)和中高纬地区(32.5°N～55°N).低纬地区一般在冬季和初春有准零风层结构存在;中高纬地区一般在春末和夏季存在准零风层结构;而中低纬过渡区域是否有准零风层结构存在还与准两年震荡(QBO)有关,在QBO东风相位时,过渡区域呈现的特性偏向于中纬特性,在QBO西风相位时,过渡区域呈现的特性偏向于低纬特性.准零风层随经度变化非常小,零风线所在高度随经度的变化幅度一般不超过2 km,过渡区域的变化幅度相对大些.
- 肖存英胡雄龚建村刘佳
- GPS测量误差对大气掩星反演精度影响分析被引量：7
- 2008年
- 在无线电GPS大气掩星观测中,GPS和LEO卫星的位置误差、速度误差、卫星钟的漂移、载波相位观测误差等会给其反演的大气参量带来一定的误差.为定量分析上述GPS测量误差对大气掩星反演精度的影响,本文采用模拟分析的方法,利用CHAMP实测轨道数据和大气与电离层经验模式,采用三维射线追踪方法模拟得到大气附加相位观测数据;然后根据各种GPS测量误差的不同性质,在模拟掩星观测大气附加相位数据中加入GPS测量误差并进行反演,将其反演结果与未加入误差时的反演结果进行比较,分析各测量误差所带来的掩星反演误差的特点;利用一天的151个分布全球的掩星事件的误差结果进行统计分析.结果表明:(1)±10 m的GPS径向位置误差引起的温度反演误差的平均误差在30 km的高度为0.8K,标准偏差为0.05K;±0.4 m的LEO径向位置误差引起的温度反演误差的平均误差在30 km的高度为1.2K,标准偏差为0.07K.(2)仅考虑卫星速度误差对掩星几何关系的影响,则±30 m/s的GPS速度误差引起的温度反演误差的平均误差最大为±0.02K,标准偏差为0.3K;±10 m/s的LEO速度误差引起的温度反演误差的平均误差最大为±0.4K,标准偏差为0.06K.(3)当卫星钟漂为1×10-9时,反演温度误差的平均误差在30 km的高度为263K,标准偏差为16K,当卫星钟漂为1×10-14时,反演温度误差的平均误差在30km的高度为0.019K,标准偏差为0.004K.(4)当L1和L2载波相位观测误差分别为1 mm和2 mm时,引起的温度反演的平均误差在30 km的高度为0.01K,标准偏差为0.4K.(5)利用较接近真实观测的三维大气和电离层背景下的模拟附加相位数据,同时加入国际最新指标的各种GPS测量误差进行反演,误差分析结果为:在30 km以下,折射率和密度的相对误差小于0.3%(1σ),压强的相对误差小于0.5%(1σ),温度误差小于1K(1σ).
- 宫晓艳胡雄吴小成王鑫肖存英徐丽
- 关键词：GPS反演精度
