《GPS/LEO掩星在低對流層的模擬、反演和誤差分析》是依託浙大寧波理工學院，由徐賢勝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：GPS/LEO掩星在低對流層的模擬、反演和誤差分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐賢勝
- 依託單位：浙大寧波理工學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用GPS/LEO掩星技術可以反演獲得地球大氣的各種參數。在低對流層(5 km以下)，信號會經常出現大氣多路徑傳播。在多路徑傳播條件下，信號的反演容易出現誤差。利用全息方法可以削弱多路徑效應的影響，但該方法還需要進一步完善。特別是多路徑和噪聲共存的情況下，信號的反演尤其顯得困難。再加上地球大氣邊界層中出現的各種干擾因素，研究難度更大。本課題計畫研究大氣邊界層中經常出現的大氣多路徑傳播現象以及它的模擬途徑和解決方法。另外，折射率水平不均會造成球對稱假設誤差，將利用全球各分析中心提供的折射率水平分布信息，研究新的中性大氣非球對稱算法，降低其影響。此外，信號的反演還受到自然界中各種誤差源的影響。在GPS/LEO掩星反演流程中加入質量控制過程，提高大氣低對流層的反演精度，並對誤差和誤差源進行分析。大氣低對流層是GPS/LEO無線電掩星技術中的關鍵區域之一，本項目旨在提高該區域的掩星資料反演精度。
結題摘要
本項目基於GPS/LEO無線電掩星技術，利用全息方法(物理反演方法)研究地球大氣低對流層中的參數反演問題。在地球大氣的低對流層，GPS信號的傳播會受到散射、衰減以及大氣多路徑、噪聲、超折射等效應等誤差源的影響，甚至部分誤差源仍不清楚。申請人前期研究了GPS/LEO無線電開環反演技術及幾種經典的物理反演方法。在此基礎上，本項目綜合運用現代力學、套用數學及計算機等諸多學科的理論和方法，著重對中性地球大氣參數的反演方法、誤差源進行分析：(1) 研究了大氣都卜勒和偽距模型的精度，這兩個參數是進行信號開環追蹤的重要參數；(2) 提出一種改進的滑動頻譜方法，對經典的滑動頻譜方法進行改進，提高了無線電掩星技術在大氣低對流層中的反演精度；(3) 超折射現象是造成GPS/LEO無線電掩星信號反演的折射率產品出現系統誤差的主要原因之一。採用固定的折射率模型或高精度的ecmPrf分析場資料(echPrf資料)，利用大氣多相位屏技術可以模擬超折射現象。通過信號的模擬、反演與分析，發現超折射可造成約-9.6%的折射率誤差。本項目的研究進一步揭示了各誤差源對大氣參數反演的影響，改善了大氣低對流層的參數反演精度。從而為數值天氣預報、地球大氣氣候研究提供理論參考。本項目資助發表SCI論文3篇，EI論文1篇，待發表論文2篇。
