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无线电掩星技术及其应用 被引量:39
1
作者 胡雄 曾桢 +4 位作者 张训械 熊建刚 张冬娅 黄泽荣 艾勇 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第5期549-556,共8页
详细介绍无线电掩星技术作为 2 0世纪 90年代中期发展起来的星载地球大气遥感高新技术的国际发展态势 ,给出其应用于探测从地面至 80 0km高空大气和电离层参量的科学原理和方法、有关的掩星仿真、观测及其与其他观测技术对比的结果 ,讨... 详细介绍无线电掩星技术作为 2 0世纪 90年代中期发展起来的星载地球大气遥感高新技术的国际发展态势 ,给出其应用于探测从地面至 80 0km高空大气和电离层参量的科学原理和方法、有关的掩星仿真、观测及其与其他观测技术对比的结果 ,讨论了掩星技术的应用及其正在改善和发展的几个主要方面。 展开更多
关键词 无线电掩星技术 大气 电离层 仿真 GPS
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山基无线电掩星模拟 被引量:13
2
作者 张训械 曾桢 +1 位作者 胡雄 张东娅 《电波科学学报》 EI CSCD 2004年第5期530-536,共7页
利用 3维射线追踪技术模拟山基 (或机载 )无线电掩星 ,研究掩星事件出现的时间、方位角和掩星事件持续时间 ;详细研究了大气边界层水汽和温度变化对掩星观测高度、相位时延的影响 ;从CHAMP掩星观测结果分析 ,得到了地形对掩星观测高度... 利用 3维射线追踪技术模拟山基 (或机载 )无线电掩星 ,研究掩星事件出现的时间、方位角和掩星事件持续时间 ;详细研究了大气边界层水汽和温度变化对掩星观测高度、相位时延的影响 ;从CHAMP掩星观测结果分析 ,得到了地形对掩星观测高度有重要影响的新结论。 展开更多
关键词 GPS 无线电掩星 山基
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无线电掩星和激光雷达观测结果比较 被引量:14
3
作者 曾桢 胡雄 +1 位作者 张训械 Makoto Abo 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期165-171,共7页
简要阐述了激光雷达和GPS掩星探测大气的基本原理,并利用1996年10月14日1625 UT时 B本 TMU钠和瑞利散射激光雷B(39.23°E、 35.37°N)资#,反演得到 30-55 km高度范围内大气密度... 简要阐述了激光雷达和GPS掩星探测大气的基本原理,并利用1996年10月14日1625 UT时 B本 TMU钠和瑞利散射激光雷B(39.23°E、 35.37°N)资#,反演得到 30-55 km高度范围内大气密度和温度的观测结果,与此同时通过激光雷达上空的 GPS掩星观测到的掩星切点处的观测结果进行了比较.结果表明:两种方法获得测出的密度廓线符合得很好;温度廓线的变化趋势也基本一致,但在某些高度上有较大的偏离.文中最后对比较结果作了简要分析,讨论了重力波对大气密度和温度廓线的影响. 展开更多
关键词 GPS/MET 激光雷达 中层大气探测 电离层 无线电掩星观测
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利用GPS无线电掩星数据研究震前电离层异常 被引量:19
4
作者 杨剑 吴云 周义炎 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2008年第1期16-22,64,共8页
利用COSMIC掩星观测得到的电离层电子密度,研究了2006年11月15日日本千岛Ms8.0地震和2007年2月25日青海海西Ms5.3地震临震前震区上空附近电子密度的异常变化,通过与K指数(磁暴)对比分析,发现其异常变化与外层空间的干扰无关。研究结果证... 利用COSMIC掩星观测得到的电离层电子密度,研究了2006年11月15日日本千岛Ms8.0地震和2007年2月25日青海海西Ms5.3地震临震前震区上空附近电子密度的异常变化,通过与K指数(磁暴)对比分析,发现其异常变化与外层空间的干扰无关。研究结果证实,GPS无线电掩星技术可以监测到临震前震中区上空附近的电子密度的异常变化,而异常变化极有可能是由地震引起的。 展开更多
关键词 震前电离层异常 GPS无线电掩星技术 总电子含量(TEC) 地磁K指数 短临前兆
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GPS无线电掩星技术反演大气参数方法对比 被引量:20
5
作者 王鑫 吕达仁 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期346-353,共8页
无线电掩星技术是一种探测地球大气的崭新途径.菲涅耳衍射反演是GPS掩星技术中基于物理光学原理的新的反演方法.文章研究了菲涅耳及几何光学方法的反演原理,利用GPS/MET数据分别反演得到了大气折射率及温度廓线.对比分析了菲涅耳衍射方... 无线电掩星技术是一种探测地球大气的崭新途径.菲涅耳衍射反演是GPS掩星技术中基于物理光学原理的新的反演方法.文章研究了菲涅耳及几何光学方法的反演原理,利用GPS/MET数据分别反演得到了大气折射率及温度廓线.对比分析了菲涅耳衍射方法在10Hz、25Hz和50Hz三个采样频率下不同的反演结果,通过与几何光学反演结果及相应探空数据的对比分析,表明菲涅耳衍射反演得到的结果在对流层,特别是水汽含量丰富的区域中更为准确可靠. 展开更多
关键词 无线电掩星 菲涅耳衍射 大气 廓线 反演
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星星间无线电掩星探测火星电离层的仿真 被引量:2
6
作者 白伟华 孙越强 +3 位作者 朱光武 杜起飞 陶鹏 王晶 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期3096-3099,3104,共5页
用于探测火星电离层的星星间无线电掩星技术较以前的星地间探测技术相比,有可接收高信噪比的信号、掩星发生次数多且覆盖范围大和反演精度高等优点,首先介绍了两颗卫星的运行轨道以及在一定时间内两星间所有掩星事件的仿真结果,论述了... 用于探测火星电离层的星星间无线电掩星技术较以前的星地间探测技术相比,有可接收高信噪比的信号、掩星发生次数多且覆盖范围大和反演精度高等优点,首先介绍了两颗卫星的运行轨道以及在一定时间内两星间所有掩星事件的仿真结果,论述了利用无线电掩星数据进行火星电离层反演的理论、模型及相应的计算流程,并结合火星电子密度模型模拟的原始载波相位数据,反演计算了电离层电子密度剖面。反演结果和模型值符合很好,从而表明了该方法的优越性和可行性。 展开更多
关键词 无线电掩星 电离层 反演
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基于STK的GPS/LEO无线电掩星技术仿真研究 被引量:3
7
作者 符俊 钱山 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期567-572,共6页
GPS/LEO无线电掩星技术反演地球大气参数剖面已经具有较高的精度.国外开展了多个GPS/LEO掩星项目,但中国还尚未深入进行相关的实验,这制约了中国掩星技术的发展.本文提出基于STK进行GPS/LEO掩星技术研究的方法;根据GPS/LEO掩星的原理,... GPS/LEO无线电掩星技术反演地球大气参数剖面已经具有较高的精度.国外开展了多个GPS/LEO掩星项目,但中国还尚未深入进行相关的实验,这制约了中国掩星技术的发展.本文提出基于STK进行GPS/LEO掩星技术研究的方法;根据GPS/LEO掩星的原理,推导出掩星事件发生的条件和掩星切点的计算公式;利用STK对掩星过程进行模拟,得到掩星数据.在大气球对称假设和大气模型已知的条件下,反演得到中性大气折射指数.通过比较模型和反演数据,表明反演数据精度较高,验证了利用STK模拟GPS/LEO掩星实验方法的可行性. 展开更多
关键词 GPS/LEO无线电掩星 中性大气 观测仰角 反演
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利用无线电掩星观测数据反演大气水汽剖面 被引量:9
8
作者 王鑫 薛震刚 +1 位作者 杜晓勇 张训械 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期462-465,共4页
准确掌握地球低层大气中的水汽分布,了解水汽变化趋势对天气现象的研究、数值天气预报具有重要的理论研究及实用价值。以无线电掩星技术为基础,利用掩星数据反演大气水汽剖面。详细阐述通过线性迭代方法,反演对流层下部水汽廓线的原理... 准确掌握地球低层大气中的水汽分布,了解水汽变化趋势对天气现象的研究、数值天气预报具有重要的理论研究及实用价值。以无线电掩星技术为基础,利用掩星数据反演大气水汽剖面。详细阐述通过线性迭代方法,反演对流层下部水汽廓线的原理。对常用的掩星数据做了概括性介绍,利用实际掩星数据反演得到了近地面水汽的垂直分布廓线,并给出了反演个例。通过反演的水汽廓线与模式以及实际探空资料进行对比,表明在大多数情况下,由大气折射率反演获取水汽剖面的正确性。针对初始温度和反演上边界的问题进行了研究,分析了不同温度及不同上边界条件下水汽剖面反演可能受到的影响,指出了线性迭代方法反演水汽垂直分布中存在的问题。 展开更多
关键词 无线电掩星 线性迭代 反演 大气水汽剖面 垂直分布廓线
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“天问一号”无线电掩星观测试验及特征分析 被引量:1
9
作者 陈略 王美 +5 位作者 简念川 满海钧 韩松涛 孔静 郭鹏 平劲松 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第1期80-87,共8页
中国“天问一号”探测器环火飞行为星–地火星无线电掩星观测提供了必要条件,可有效支持火星大气、电离层反演探测。重点介绍国内首次基于“天问一号”的火星无线电掩星观测试验。利用“天问一号”预报轨道,预报地面深空站掩星观测弧段... 中国“天问一号”探测器环火飞行为星–地火星无线电掩星观测提供了必要条件,可有效支持火星大气、电离层反演探测。重点介绍国内首次基于“天问一号”的火星无线电掩星观测试验。利用“天问一号”预报轨道,预报地面深空站掩星观测弧段;组织深空站,对“天问一号”进行火星入掩全过程观测,采集与记录探测器原始下行信号;利用自研深空开环测量软件,对“天问一号”下行信号进行处理分析,提取火星无线电掩星特征。结果表明:信号中幅度衍射斑纹与频率翘尾特征被成功提取,印证了此次星–地火星无线电掩星事件被有效观测,为后续基于“天问一号”的火星大气探测科学研究,积累了重要技术经验与测量数据。 展开更多
关键词 天问一号 无线电掩星 大气 大气反演 特征分析
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电离层水平水均匀性对无线电掩星资料反演的影响 被引量:9
10
作者 张训械 PerHoeg 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第C00期24-29,共6页
电离层水平不均匀结构是引起掩星资料反演的主要误差源。本文模拟不均匀结构对无线电掩星资料反演的影响。首先利用3-D全球射线追踪技术进行了模拟。结果指出:电离层电子密度20%的变化可能引起GPS的时延增加约12m。其次,将90%的掩星... 电离层水平不均匀结构是引起掩星资料反演的主要误差源。本文模拟不均匀结构对无线电掩星资料反演的影响。首先利用3-D全球射线追踪技术进行了模拟。结果指出:电离层电子密度20%的变化可能引起GPS的时延增加约12m。其次,将90%的掩星时延对应的路径长度,定义为电离层掩星测量的水平分辩率,其值为1200-2000km。最后,计算了不同纬度电离层当地正午、子夜和日出时的电离层水平不对称指数。它表明:低纬夏季日出时,不对称指数达-78%,反演结果可能有较大误差。 展开更多
关键词 水平不均匀性 反演 无线电掩星 电离层 射线追踪
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LEO卫星轨道误差对无线电掩星反演大气参数的影响 被引量:2
11
作者 蒋虎 黄珹 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期253-258,共6页
采用数值方法估计了 LEO卫星轨道误差对无线电掩星反演大气参数的影响.并将其应用于1995年10月11日的某次掩星事件的观测资料处理和分析,得到了LEO卫星轨道误差对无线电掩星反演大气参数影响的定量结果.
关键词 LEO卫 无线电掩星 反演大气参数 轨道误差 定轨精度 气象卫
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卫星圆轨道假设对GPS无线电掩星反演地球大气参数的影响 被引量:4
12
作者 蒋虎 《天文学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期243-247,共5页
给出GPS无线电掩星反演地球大气参数过程中计算大气折射角的解析表达式 .以圆轨道假设下的大气折射角计算值为先验约束 ,采用迭代法对不引入圆轨道假设情况的大气折射角进行归算 ,在此基础 ,利用反演方法得到了引入和不引入圆轨道假定... 给出GPS无线电掩星反演地球大气参数过程中计算大气折射角的解析表达式 .以圆轨道假设下的大气折射角计算值为先验约束 ,采用迭代法对不引入圆轨道假设情况的大气折射角进行归算 ,在此基础 ,利用反演方法得到了引入和不引入圆轨道假定两种情况下大气参数 (气压和温度 )的差分序列 .结果表明 :卫星圆轨道假设对GPS无线电掩星反演大气参数的影响 ,在气压方面为 1mbar左右 ,而在气温方面为 1°K左右 .这一结果支持了目前无线电掩星定性误差估计研究中通常引入卫星圆轨道假设这个近似处理方法的合理性 ;同时也表明 :若在高精度反演地球大气参数时 。 展开更多
关键词 全球定位系统 无线电掩星 地球大气参数 圆轨道假设 GPS 大气折射角
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地球无线电掩星观测及其在航天技术中的应用
13
作者 张训械 胡雄 吕级三 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2004年第5期1-8,共8页
介绍了掩星发展历史、观测原理和技术、掩星观测分类以及掩星的国内外发展现状。给出了掩星观测系统的组成 ,讨论了各个部分的功能。介绍了电离层和中性大气反演问题和采用的程序流程。提出了掩星观测结果在航天环境保障、精密定轨中的... 介绍了掩星发展历史、观测原理和技术、掩星观测分类以及掩星的国内外发展现状。给出了掩星观测系统的组成 ,讨论了各个部分的功能。介绍了电离层和中性大气反演问题和采用的程序流程。提出了掩星观测结果在航天环境保障、精密定轨中的应用 ,以及航天技术中如何尽快采用掩星观测结果的建议。 展开更多
关键词 无线电掩星 空间观测 导航 定位
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GPS-LEO无线电中性大气掩星反演误差分析 被引量:1
14
作者 张纪满 林剑 祝芙英 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第11期1159-1164,共6页
简要介绍GPS-LEO掩星大气反演算法的基本原理,考虑到多种误差源对反演大气参数带来的影响,利用EGOPS仿真模拟软件,采用三维射线追踪法模拟了1d内426个掩星事件,并统计分析多种误差源的影响特性。通过反演温度的统计分析发现,现有的卫星... 简要介绍GPS-LEO掩星大气反演算法的基本原理,考虑到多种误差源对反演大气参数带来的影响,利用EGOPS仿真模拟软件,采用三维射线追踪法模拟了1d内426个掩星事件,并统计分析多种误差源的影响特性。通过反演温度的统计分析发现,现有的卫星钟稳定性以及卫星定轨精度可以满足反演需求;噪声误差对反演影响较大,需要采取有效措施抑制;多路径效应中,周期误差影响较小,但振幅对反演结果有一定影响,需要有效抑制。 展开更多
关键词 无线电掩星 反演误差 EGOPS
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基于COSMIC掩星探测资料的云底高反演研究 被引量:13
15
作者 严卫 韩丁 +1 位作者 陆文 雷霄龙 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期1-15,共15页
本文基于相对湿度廓线进入云层时的突变实现云底高反演的思想,采用2008年11月至2009年1月的COSMIC掩星湿空气数据反演全球云底高度,并与探空资料反演结果进行对比分析,得出以下重要结论:(1)当温度-40℃<t<0℃时,分别将云看作水云... 本文基于相对湿度廓线进入云层时的突变实现云底高反演的思想,采用2008年11月至2009年1月的COSMIC掩星湿空气数据反演全球云底高度,并与探空资料反演结果进行对比分析,得出以下重要结论:(1)当温度-40℃<t<0℃时,分别将云看作水云与冰云进行云底高反演,对比反演结果表明,该温度范围内若把云相态当作纯液相将造成高云及多层云的漏检测;(2)掩星对云底较低的低云云底高的反演效果不如探空仪,但对高云及多层云有更好的检测能力,且掩星反演结果普遍大于探空仪;(3)为深入分析掩星与探空仪同时检测到有云时的云底高反演差异,按照云层数相同与不同分别进行讨论.当云层数相同时,通过计算反演结果的平均偏差与标准偏差,发现二者在低纬地区差异最大,而且单层云的偏差较大,但多层云中三层云与四层云的反演结果比较一致;当云层数不同时,掩星检测的单层云在探空仪检测结果中"破裂"为多层云,导致二者反演结果存在较大偏差. 展开更多
关键词 COSMIC 无线电掩星探测 探空仪 云相态 多层云
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GPS掩星技术和电离层反演 被引量:27
16
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、系统组成和一些关键技术;论述了利用GPS掩星数据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... 系统地介绍了GPS无线电掩星技术的发展现状、系统组成和一些关键技术;论述了利用GPS掩星数据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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上海天文台CHAMP掩星资料处理结果的统计分析 被引量:7
17
作者 郭鹏 严豪健 +1 位作者 黄珹 洪振杰 《天文学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期192-201,共10页
随着GPS全球定位系统的发展,已经有可能使用GPS掩星技术反演精确的大气温度,压强和湿度剖面.在概要地描述上海天文台(SHAO)开发的GPS掩星数据资料反演地球大气流程模块以后,分析了2002年8月1日至2002年8月17日期间2700多次CHAMP掩星数... 随着GPS全球定位系统的发展,已经有可能使用GPS掩星技术反演精确的大气温度,压强和湿度剖面.在概要地描述上海天文台(SHAO)开发的GPS掩星数据资料反演地球大气流程模块以后,分析了2002年8月1日至2002年8月17日期间2700多次CHAMP掩星数据资料的结果,并且与欧洲中尺度天气预报分析(ECMWF)资料进行比较和统计分析,讨论了CHAMP掩星数据的质量,并分析了CHAMP掩星数据的观测误差和ECMWF的分析模型误差.提出了一种优化的统计分析方法,它能更客观地反映GPS掩星技术的外部符合.统计分析结果表明GPS掩星数据将有可能成为数值天气预报和长期监测地球气候的非常有价值的数据资料. 展开更多
关键词 GPS 无线电掩星 CHAMP 优化统计分析
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利用COSMIC掩星弯曲角数据分析中国区域对流层顶结构变化 被引量:9
18
作者 徐晓华 高攀 张小红 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2531-2541,共11页
对流层顶是地球大气的一个最基本的结构特征,对流层与平流层通过对流层顶交换气团、水汽、微量气体、能量等.对流层顶结构变化与气候变化密切相连.本文采用掩星弯曲角自然对数协方差变换法确定对流层顶,利用气象、电离层与气候星座观测... 对流层顶是地球大气的一个最基本的结构特征,对流层与平流层通过对流层顶交换气团、水汽、微量气体、能量等.对流层顶结构变化与气候变化密切相连.本文采用掩星弯曲角自然对数协方差变换法确定对流层顶,利用气象、电离层与气候星座观测系统(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate,COSMIC)2007年1月至2011年12月共5年的掩星观测数据分析了中国区域对流层顶高度、温度、气压等参数随经度、纬度、时间变化的特征.采用2°×2°网格法,把包括中国在内的16°N—54°N、72°E—136°E区域共分成19×32个格网单元,然后计算每个格网单元内对流层顶高度、温度、气压的平均值,结果表明对流层顶参数呈明显的纬度分带分布特征.计算每个格网单元内对流层顶参数季节平均值,结果显示对流层顶高度和气压具有明显的季节性变化特征.采用中位数斜率回归法分析对流层顶参数年平均值,发现在研究时段内中国区域对流层顶高度平均每年降低8m. 展开更多
关键词 对流层顶 COSMIC GPS无线电掩星 弯曲角
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GNSS掩星中大气水汽的非线性反演 被引量:17
19
作者 王鑫 吕达仁 薛震刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期32-38,共7页
研究利用无线电掩星探测数据反演大气水汽参数 .文中使用一维非线性方法 ,反演对流层水汽压廓线 .首先 ,定义了一维目标函数 ,并以几何光学假设为前提 ,反演出电波弯曲角 ;将电波弯曲角作为掩星探测量 ,大气模式输出的温、湿参量作为初... 研究利用无线电掩星探测数据反演大气水汽参数 .文中使用一维非线性方法 ,反演对流层水汽压廓线 .首先 ,定义了一维目标函数 ,并以几何光学假设为前提 ,反演出电波弯曲角 ;将电波弯曲角作为掩星探测量 ,大气模式输出的温、湿参量作为初始场 ,代入目标函数 ,对目标函数求最优反演出水汽压廓线 .文中给出了部分反演结果 ,经讨论分析认为 :非线性方法反演水汽压对初始场的精度依赖较小 ,能够同时反演出大气温度、水汽压廓线及相应的误差分布 ,对数值天气预报的应用及数据同化研究具有重要意义 . 展开更多
关键词 无线电掩星 水汽压廓线 反演 目标函数
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多GNSS掩星大气探测卫星星座设计 被引量:5
20
作者 梁斌 王珏瑶 +1 位作者 李成 魏世隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期334-340,共7页
为减少无线电掩星(RO)大气探测星座的卫星数量并增加探测数据量,将北斗(BD)和GPS、Galileo、GLONASS共同作为探测信源,提出一种多全球导航卫星系统(GNSS)掩星大气探测星座概念和优化设计方法。融合先验大气模型和二维射线追踪算法,建立... 为减少无线电掩星(RO)大气探测星座的卫星数量并增加探测数据量,将北斗(BD)和GPS、Galileo、GLONASS共同作为探测信源,提出一种多全球导航卫星系统(GNSS)掩星大气探测星座概念和优化设计方法。融合先验大气模型和二维射线追踪算法,建立兼容多GNSS信源的掩星事件前向模拟算法,实现掩星事件快速精确仿真;给出多GNSS掩星大气探测星座参数对探测性能的影响特性,降低了星座模型的复杂度;并利用改进的蚁群算法实现星座参数寻优。设计结果与COSMICII星座相比,卫星数量减少2颗,探测数据量增加了40%,探测均匀性提高了67%。 展开更多
关键词 全球导航卫系统 无线电掩星 低轨卫 蚁群算法
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