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适应数值模式垂直坐标的GPS掩星反演资料稀疏化方案 预览
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作者 马旭林 郭欢 +2 位作者 和杰 周勃旸 李琳琳 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期380-389,共10页
GPS掩星反演大气温湿资料具有高垂直分辨率、高精度、受云和降水影响小等优点,针对GRAPES同化预报系统,发展设计了一种既考虑预报模式高度-地形追随垂直坐标不均匀分层特点,又结合掩星反演资料特性的新适应性垂直稀疏化方案。通过个例... GPS掩星反演大气温湿资料具有高垂直分辨率、高精度、受云和降水影响小等优点,针对GRAPES同化预报系统,发展设计了一种既考虑预报模式高度-地形追随垂直坐标不均匀分层特点,又结合掩星反演资料特性的新适应性垂直稀疏化方案。通过个例试验和批量试验,探索了该适应性稀疏化方案对分析预报质量的影响。试验结果表明:选取合适的稀疏参数,新稀疏化方案的GPS掩星反演资料对背景场的调整更加有效,分析场质量更高;位势高度、比湿、温度和风场等预报场的均方根误差均更小;适应性稀疏化方案对改善台风路径预报具有积极作用。批量试验则进一步证实了适应性稀疏化方案对分析场质量有明显的改善作用。 展开更多
关键词 资料同化 三维变分 GRAPES GPS掩星 COSMIC 垂直稀疏化
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基于VB的GPS掩星信号自动采集系统研究 预览
2
作者 种嘉亮 李长星 王铁永 《电脑知识与技术》 2017年第2X期228-231,共4页
为了实时采集GPS掩星信号,利用VB编写串口程序,提取和分析GPS标准协议下语句和字段值,详细分析其中的$GPGGA和$GPGSV语句,通过解析这些语句,在窗口界面上显示一些重要的GPS掩星数据信息,包括基于WSG-84坐标系的位置信息以及卫星编号,仰... 为了实时采集GPS掩星信号,利用VB编写串口程序,提取和分析GPS标准协议下语句和字段值,详细分析其中的$GPGGA和$GPGSV语句,通过解析这些语句,在窗口界面上显示一些重要的GPS掩星数据信息,包括基于WSG-84坐标系的位置信息以及卫星编号,仰角,方位角,信噪比和相位等参数,并根据所设定的卫星信号接收的起止角度,通过对卫星实时仰角的判决,实现掩星数据的自动采集。 展开更多
关键词 GPS掩星 VB 串口通信 自动采集
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温度与气压反演结果的分析 预览 被引量:1
3
作者 曲建光 《测绘工程》 CSCD 2013年第6期1-3,8共4页
介绍低轨卫星计划的发展情况及温度和气压的反演过程,讨论和分析CHAMP掩星数据采用不同上边界高度反演的温度值.结果表明:上边界高度值越大,反演的温度阔线精度越高;上边界高度值越小,模型误差对温度和气压反演精度影响越大.
关键词 GPS掩星 反演 温度 气压
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折射角统计优化方法反演结果的分析 预览 被引量:1
4
作者 曲建光 魏旭东 +1 位作者 王明爽 赵晓明 《黑龙江工程学院学报》 CAS 2013年第4期1-4,13共5页
简要介绍几何光学的反演方法.通过对GPS/MET和CHAMP掩星数据折射角统计优化前后反演结果的分析,讨论优化前后反演精度变化的原因.
关键词 GPS掩星 折射角 温度 气压
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应用一维变分法反演GPS掩星大气温湿廓线 被引量:3
5
作者 毕研盟 廖蜜 +1 位作者 张鹏 马刚 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第15期568-574,共7页
GPS掩星观测的折射率是大气温度、湿度状态的函数,应用一维变分方法(1DVAR)可以从折射率资料中同时反演出大气温、湿度廓线,利用COSMIC 2011年中国区域掩星观测数据对这一方法进行了测试,背景场采用ECMWF大气廓线,反演结果与相匹配的... GPS掩星观测的折射率是大气温度、湿度状态的函数,应用一维变分方法(1DVAR)可以从折射率资料中同时反演出大气温、湿度廓线,利用COSMIC 2011年中国区域掩星观测数据对这一方法进行了测试,背景场采用ECMWF大气廓线,反演结果与相匹配的探空观测有较好一致性.重点研究了一维变分反演方法中非理想气体效应(non-ideal effect)对温度、湿度反演误差的影响,不同月份的比较结果表明,非理想气体效应对掩星反演大气廓线是一种系统性影响,考虑这一效应可对温度反演改进0.1K的偏差(bias),对比湿可改进约0.5%偏差.掩星资料作为数值天气预报资料同化中少数无需偏差改正的卫星遥感资料,非理想气体效应改正是无疑是非常重要的,此外,考虑这一效应对掩星资料的气候应用也有重要价值. 展开更多
关键词 一维变分 掩星 非理想气体效应
基于混合蚁群算法的掩星星座优化设计 预览
6
作者 崔红正 韩潮 《上海航天》 2011年第5期 18-23,33,共7页
针对低地球轨道(LEO)卫星对全球卫星定位系统(GPS)卫星的掩星观测任务,在考虑LEO和GPS卫星几何关系及掩星观测天线视场的条件下,建立轨道模拟系统,对全球和区域内的掩星事件进行了模拟。对单颗卫星,用分离变量法讨论了卫星轨道参数... 针对低地球轨道(LEO)卫星对全球卫星定位系统(GPS)卫星的掩星观测任务,在考虑LEO和GPS卫星几何关系及掩星观测天线视场的条件下,建立轨道模拟系统,对全球和区域内的掩星事件进行了模拟。对单颗卫星,用分离变量法讨论了卫星轨道参数对掩星事件数量和时空分辨率的影响,比较了大气层与电离层掩星事件的差别,并根据分析结果用混合蚁群算法优化了单颗卫星的轨道参数。对LEO卫星星座,用混合蚁群算法优化了星座的轨道和构型参数。给出了可供参考的较优单颗LEO卫星的轨道参数和星座构型参数。 展开更多
关键词 GPS掩星 LEO卫星 混合蚁群算法 星座优化
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天地基综合观测的东日本大地震电离层异常分析 预览 被引量:2
7
作者 张红波 欧明 +3 位作者 甄卫民 吴健 冯健 张风国 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期486-493,共8页
介绍了地震电离层前兆的主要特性,并给出了掩星电离层电子密度峰值位置的标高估计技术。利用天地基电离层观测数据,综合分析了2011年3月11日日本9.0级大地震发生前的电离层异常变化,发现地震前3天内电离层f0F2异常扰动、相对垂直总... 介绍了地震电离层前兆的主要特性,并给出了掩星电离层电子密度峰值位置的标高估计技术。利用天地基电离层观测数据,综合分析了2011年3月11日日本9.0级大地震发生前的电离层异常变化,发现地震前3天内电离层f0F2异常扰动、相对垂直总电子含量(VTEC)扰动以及电子密度峰值处标高(Hs)增加等多种异常现象。分析了地磁活动和太阳活动等因素后,认为其可能与地震有一定关联,表明电离层异常变化对于地震短期预报具有重要参考意义。 展开更多
关键词 电离层前兆 东日本大地震 COSMIC掩星 标高 F0F2 VTEC
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利用COSMIC掩星数据研究震前电离层异常 预览 被引量:1
8
作者 耿光宇 《桂林电子科技大学学报》 2010年第2期 154-157,共4页
利用COSMIC掩星星座的电离层掩星数据,对2009年9月30日印尼苏门答腊南部地区发生的7.7级地震引起的电离层响应作了详细的研究。根据地震前震中区域上空附近电离层电子密度峰值的异常变化,采用人工神经网络插值技术进行可视化分析处理,... 利用COSMIC掩星星座的电离层掩星数据,对2009年9月30日印尼苏门答腊南部地区发生的7.7级地震引起的电离层响应作了详细的研究。根据地震前震中区域上空附近电离层电子密度峰值的异常变化,采用人工神经网络插值技术进行可视化分析处理,通过地震前6~20 d电离层F2层电子密度峰值的对比发现,震前5 d内震中区域上空的电离层F2层电子密度峰值出现明显的负异常现象,可排除太阳活动和地磁活动等影响的干扰,这种电离层异常现象的发生,极有可能是由即将发生的地震所引起的。 展开更多
关键词 地震前兆 GPS掩星 电离层扰动 人工神经网络
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COSMIC掩星折射指数廓线的统计验证 被引量:10
9
作者 徐晓华 罗佳 《武汉大学学报:信息科学版》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期214-217,共4页
以全球无线电探空数据和美国环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)预报模式为参照,对COSMIC数据分析与管理中心(COSMIC Data Analysis and Archive Center,CDAAc)提供的2007—06-01~2007—06—30... 以全球无线电探空数据和美国环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)预报模式为参照,对COSMIC数据分析与管理中心(COSMIC Data Analysis and Archive Center,CDAAc)提供的2007—06-01~2007—06—30的气象、电离层与气候星座观测系统(the constellation observing system for meteorology,Ionosphere,and climate,COSMIC)的GPS掩星折射指数廓线进行了统计验证。结果表明,掩星廓线的精度在高纬度地区最好,在低纬度地区最差。中、低纬度带掩星廓线相对于探空廓线有系统性相对偏差,该偏差在掩星廓线与NCEP预报廓线的比较中不存在,说明探空数据的质量是造成这种偏差的主要原因,这可能与不同地区所采用的无线电探空仪的性能有关。 展开更多
关键词 COSMIC GPS掩星 折射指数廓线 统计验证
掩星数据变分同化的算法讨论 预览
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作者 洪振杰 张翼鹏 +1 位作者 李磊 徐贤胜 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第31期 237-240,248,共5页
掩星数据资料的一维变分同化反演技术可以有效地改进气象参数廓线,但是把该技术用于气象业务流程的最大困难是它的计算量较大,而计算方法是影响计算速度的直接因素之一。通过理论分析和观测实例的计算,对变分同化常用的三种计算方法... 掩星数据资料的一维变分同化反演技术可以有效地改进气象参数廓线,但是把该技术用于气象业务流程的最大困难是它的计算量较大,而计算方法是影响计算速度的直接因素之一。通过理论分析和观测实例的计算,对变分同化常用的三种计算方法进行分析和比较,为变分同化技术的改进提供理论依据。 展开更多
关键词 GPS掩星 变分同化 算法效率 计算方法
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GPS掩星数据反演中由大气折射率反演温度和气压的误差分析 预览
11
作者 曲建光 郝燕玲 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期 100-104,共5页
介绍了几何光学的反演方法。通过对GPS/MET和CHAMP掩星数据反演结果的分析,讨论了由大气折射率反演温度和气压时,把某一高度的重力加速度看作定值放在积分外和把重力加速度看作变量放在积分内两种方法计算结果上的差异,并说明了两... 介绍了几何光学的反演方法。通过对GPS/MET和CHAMP掩星数据反演结果的分析,讨论了由大气折射率反演温度和气压时,把某一高度的重力加速度看作定值放在积分外和把重力加速度看作变量放在积分内两种方法计算结果上的差异,并说明了两种方法对GPS/MET和CHAMP数据反演精度的不同影响。 展开更多
关键词 GPS掩星 大气折射率 温度 气压 反演
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汶川地震前电离层NmF2异常扰动 预览 被引量:6
12
作者 熊晶 吴云 +3 位作者 祝芙英 林剑 周义炎 杨剑 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2008年第6期 22-26,共5页
利用COSMIC电离层掩星数据,对2008年5月12日汶川Ms8.0地震震中区上空4月至5月末的电离层F2层最大电子密度NmF2进行了时间序列分析,发现在4月震中区上空电离层F2层峰值电子密度NmF2没有明显异常变化,而在震前一周内多次出现明显负异... 利用COSMIC电离层掩星数据,对2008年5月12日汶川Ms8.0地震震中区上空4月至5月末的电离层F2层最大电子密度NmF2进行了时间序列分析,发现在4月震中区上空电离层F2层峰值电子密度NmF2没有明显异常变化,而在震前一周内多次出现明显负异常,排除其他因素,认为这些异常极有可能是由地震引起的。 展开更多
关键词 地震前兆 GPS掩星 电离层扰动 电子密度 地震监测
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利用GPS掩星结果预测对海雷达探测范围 预览
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作者 袁峰华 边少锋 《海洋测绘》 2007年第5期 1-3,共3页
主要研究利用GPS掩星观测得到的大气垂直折射率分布梯度来计算考虑大气折射情况下的地球等效半径,从而根据雷达探测距离公式对雷达探测范围进行预计。从GPS掩星结果与雷达探测距离公式的联系入手,从原理上介绍了所提出方法的思路,并... 主要研究利用GPS掩星观测得到的大气垂直折射率分布梯度来计算考虑大气折射情况下的地球等效半径,从而根据雷达探测距离公式对雷达探测范围进行预计。从GPS掩星结果与雷达探测距离公式的联系入手,从原理上介绍了所提出方法的思路,并阐述了方法的可行性。 展开更多
关键词 GPS掩星 雷达探测范围 地球等效半径
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GPS掩星资料的一维变分同化与观测算子 预览 被引量:1
14
作者 洪振杰 张翼鹏 叶帆 《世界科技研究与发展》 CSCD 2007年第6期 43-50,共8页
在应用掩星观测资料反演温度和水汽的过程中,存在一个模糊度问题。合理利用背景场和观测量的误差特性,变分同化反演技术可以克服这个困难,并改进反演剖面的质量。采用一维变分同化反演技术,可以从弯曲角或折射率剖面直接反演大气层... 在应用掩星观测资料反演温度和水汽的过程中,存在一个模糊度问题。合理利用背景场和观测量的误差特性,变分同化反演技术可以克服这个困难,并改进反演剖面的质量。采用一维变分同化反演技术,可以从弯曲角或折射率剖面直接反演大气层的压强、温度、和水汽的剖面,并使结果更加合理。变分同化反演是地基和天基GPS技术服务大气科学的主要途径,如何选择合适的观测算子直接进入气象预报的3-维或4-维同化模式成为GPS气象学最重要的环节之一。本文介绍一维变分同化反演技术、各类观测算子,这些基本方法也可以应用到3-维或4-维同化模式中。 展开更多
关键词 GPS掩星 变分同化 观测算子
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GPS掩星折射率的一维变分同化 预览 被引量:6
15
作者 盛峥 方涵先 +1 位作者 刘磊 黄思训 《解放军理工大学学报:自然科学版》 2006年第1期 80-83,共4页
为了探索GPS掩星观测资料在数值预报模式中的同化应用,利用GPS掩星折射率的一维变分同化技术,将MM5模式输出结果作为背景场,以GPS掩星折射率作为观测值来进行一维变分同化。将同化反演后得到的气压、温度、水汽压廓线与德国地学研究... 为了探索GPS掩星观测资料在数值预报模式中的同化应用,利用GPS掩星折射率的一维变分同化技术,将MM5模式输出结果作为背景场,以GPS掩星折射率作为观测值来进行一维变分同化。将同化反演后得到的气压、温度、水汽压廓线与德国地学研究中心(GFZ)公布的气象观测资料进行了对比和分析,得到了较好的比较效果。证实了GPS掩星资料的合理同化对数值预报可进行有效的改进,并提出了下一步的同化方向。 展开更多
关键词 GPS掩星 折射率 一维变分同化
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无线电信号传播的多相位屏数学模型及数值模拟 预览 被引量:1
16
作者 洪振杰 胡洪晓 《上海大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期 56-60,共5页
采用多相位屏的数学模型,数值模拟无线电信号在大气中的传播过程.利用高分辨率探空气球提供的折射率数据,采用三次样条插值,得到地球大气参数的剖面.在大气球对称假设下,把GPS无线电信号看成是平面波,采用多相位屏数学模型,通... 采用多相位屏的数学模型,数值模拟无线电信号在大气中的传播过程.利用高分辨率探空气球提供的折射率数据,采用三次样条插值,得到地球大气参数的剖面.在大气球对称假设下,把GPS无线电信号看成是平面波,采用多相位屏数学模型,通过每个相位屏上的输入和输出复信号之间的关系,用快速Fourier变换和快速逆Fourier变换得到复信号在相位屏之间的传播,数值模拟无线电信号住大气中传播过程,最后得到观测屏上的相位角和振幅.在Matlab环境下进行编程和数值计算,对模型进行求解.在低对流层中,由于水汽的增加,电磁渡传播条件复杂,超折射和衍射现象逐渐严重,信号难以锁定,大气传播的研究比较凼难.多相位屏模型的数值模拟对此区域无线电信号传播较为有效,从而对GPS掩星技术的理论研究和物理反演的实现具有一定的价值. 展开更多
关键词 GPS掩星技术 多相位屏数学模型 数值模拟 快速FOURIER变换 快速逆Fourier变换
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GPS掩星技术和电离层反演 预览 被引量:26
17
作者 周义炎 吴云 +1 位作者 乔学军 张训械 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2005年第2期 29-35,共7页
系统地介绍了GPS无线电掩星技术的发展现状、系统组成和一些进行电离层反演的理论、模型及相应的计算流程,并结合GPS/MET和CHAMP卫星的实测资料,计算了电子密度剖面,与用其他方法所得结果的对比表明,GPS掩星电离层观测具有精度高、覆盖... 系统地介绍了GPS无线电掩星技术的发展现状、系统组成和一些进行电离层反演的理论、模型及相应的计算流程,并结合GPS/MET和CHAMP卫星的实测资料,计算了电子密度剖面,与用其他方法所得结果的对比表明,GPS掩星电离层观测具有精度高、覆盖范围大等特点;最后讨论了GPS掩星技术应用于地震前兆监测的机理和前景. 展开更多
关键词 GPS无线电掩星技术 电离层 反演法 电子密度 地震前兆
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LEO星座参数对GPS掩星数量和时空分布影响的模拟研究 预览 被引量:6
18
作者 徐晓华 李征航 罗佳 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期 305-311,共7页
利用低地球轨道LEO(Low Earth Orbit)卫星上的星载接收机对GPS卫星进行掩星观测反演地球的大气性质,对于气象学和大气研究具有重要意义.与单颗LEO卫星相比,由多个卫星组成的LEO星座观测到的掩星事件在时空分辨率和数量上都有很大的提高... 利用低地球轨道LEO(Low Earth Orbit)卫星上的星载接收机对GPS卫星进行掩星观测反演地球的大气性质,对于气象学和大气研究具有重要意义.与单颗LEO卫星相比,由多个卫星组成的LEO星座观测到的掩星事件在时空分辨率和数量上都有很大的提高.考虑特定的区域,采用数值模拟方法,对不同卫星数和不同星座参数k的玫瑰型星座在一天内所观测的掩星事件的数量和分布进行比较分析,得到相应结论.研究成果对实际发射LEO星座时相关参数的选取具有参考价值. 展开更多
关键词 LEO星座 GPS掩星 星座参数
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用CHAMP卫星资料反演地球中性大气参数 预览
19
作者 王威 隋立芬 +1 位作者 符养 刘雁雨 《测绘学院学报》 北大核心 2005年第4期 246-248,共3页
介绍了利用GPS掩星反演地球中性大气参数的原理.在实际解算中,总结出用迭代法解多普勒观测方程、数值积分法求大气折射指数、用最小二乘法模拟大气折射指数与高度的函数关系.对特定掩星事件的数据进行了反演计算,并对计算结果进行了分析.
关键词 GPS掩星 反演 中性大气参数 碰撞参数
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中性大气掩星标准反演技术 预览 被引量:15
20
作者 郭鹏 严豪健 +2 位作者 洪振杰 刘敏 黄珹 《天文学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期 96-107,共12页
结合JPL和GFZ的中性大气标准反演算法,发展了上海天文台中性大气掩星标准反演算法流程.对CHAMP观测资料进行中性大气反演,并将反演结果与ECMWF(the European Center for Medium Range Weather Forecasting)的预报大气数据进行比较.作为... 结合JPL和GFZ的中性大气标准反演算法,发展了上海天文台中性大气掩星标准反演算法流程.对CHAMP观测资料进行中性大气反演,并将反演结果与ECMWF(the European Center for Medium Range Weather Forecasting)的预报大气数据进行比较.作为讨论,指出将来的发展方向. 展开更多
关键词 掩星 大气 反演技术 ECMWF 上海天文台 反演算法 CHAMP
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