国家自然科学基金(40204011)
- 作品数：12 被引量：168H指数：10
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- 三维模式约束的电离层掩星反演方法被引量：12
- 2008年
- 目前电离层掩星数据反演是基于电离层电子密度分布局部球对称近似的Abel反演方法,实际电离层的非球对称性会给电子密度反演结果带来误差.本文研究利用三维电离层模式来提供电子密度水平变化的先验信息约束电离层掩星反演的方法,即三维模式约束法;并将该方法应用于模拟掩星观测数据和实测掩星数据的反演.模拟观测数据的反演结果表明,与Abel反演方法相比,三维模式约束法能够减小反演误差.采用IRI2001模式作为约束,对COSMIC电离层掩星实测数据反演,将反演结果与全球的垂测仪数据进行比较,结果表明,三维模式约束法和Abel反演方法都能很好地反演电离层掩星.
- 吴小成胡雄宫晓艳张训诫
- 关键词：电子密度电离层模式COSMIC
- 北纬30°N中间层和低热层大气平均风中频雷达观测被引量：11
- 2005年
- 利用武汉(30.5°N,114.4°W)中频雷达在2001年1月1日至3月18日、2002年2月5日至3月18日、2002年10月18日至12月31日期间,日本Yamagawa(31.2°N,130.6°W)中频雷达在1997年1月1日至10月17日期间的数据,分析北纬30°N地区上空60-98km高度的中间层、低热层大气平均风的变化规律,结果表明平均纬向风和经向风都具有明显的季节变化.平均纬向风在冬季基本为西风,随高度增加,西风减弱,甚至在上部会出现微弱的东风;夏季中间层表现为强烈的东风,低热层则为西风,风向转换高度在80km附近;春季和秋季为转换季节,在春季出现舌状东风结构.80km附近的平均经向风场在冬季以南风为主,在夏季则以北风为主.不同年份的平均风场存在年际变化性,但其气候变化特点非常相似.中频雷达观测结果与HWM93模式结果的气候变化特点符合很好,与其他纬度的平均纬向风气候变化特点基本类似.
- 张冬娅胡雄张训械吴小成K.Igarashi
- 关键词：中频雷达中层顶
- 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
- 电离层GPS掩星观测改正TEC反演方法被引量：28
- 2006年
- 电离层掩星观测中,当低轨卫星(LEO)轨道高度较低时,轨道以上的电离层电子总含量(TEC)对掩星反演的影响不能忽略.目前,一般采用指数函数等外推方法来处理该问题,对反演结果可能引起较大误差.为提高电离层掩星反演精度,本文研究利用LEO处于非掩星一侧GPS观测数据的改正TEC新反演方法.用三维射线追踪程序计算出电离层掩星观测模拟数据,分别应用改正TEC方法和外推方法进行反演,将反演结果与所用模式值进行比较.结果表明:对于轨道高度约800km的GPS MET掩星模拟数据,外推方法和改正TEC方法反演结果都与模式值基本一致;对于轨道高度约400km的CHAMP掩星模拟数据,外推方法误差较大,改正TEC方法反演结果与模式值相符得较好.将改正TEC方法应用于GPS MET实测数据的反演,取得了合理的结果.这些说明,改正TEC算法是一种有效的电离层掩星反演方法,尤其是对于轨道较低的LEO的电离层掩星观测反演特别有用.
- 吴小成胡雄张训械Jens Wickert
- 关键词：GPS/METCHAMP
- 电离层GPS掩星观测反演技术被引量：39
- 2004年
- 在电离层局部地区球对称假设下 ,推导了利用双频和单频无线电掩星观测数据 ,反演电离层电子密度剖面的两种方法 .双频反演的误差来自于载波相位的观测误差 ,单频反演误差则主要由伪距的观测精度决定 .由于载波相位测量精度比伪距测量精度高两个量级 ,因此双频反演的精度一般比单频反演的高些 .不过 ,两载波信号L1和L2之间的传播路径差异会给双频方法带来误差 .利用三维射线追踪的程序模拟的无线电掩星数据来评估这些方法 ,结果表明 ,反演出的电离层剖面与给定的模式电离层非常吻合 ,验证了两种方法的可靠性和准确性 .将这两种反演方法应用于处理实测的GPS MET掩星观测数据 ,均能获取合理的电离层剖面信息 .且单频方法得到的反演剖面与双频方法相当一致 。
- 曾桢胡雄张训械万卫星
- 山基GPS掩星折射率与探空折射率比较被引量：7
- 2008年
- 本文简要阐述了山基GPS掩星数据处理过程,介绍了雾灵山（40.60°N,117.48°E,～2118 m）山基GPS掩星观测实验的基本情况,将雾灵山山基GPS掩星折射率与探空折射率进行了比较.按照山基掩星和无线电探空在空间（经纬度）上相差在2°以内、时间上相差在1.5 h以内的条件,共选出了206个山基掩星折射率廓线样本用于比较分析.山基掩星折射率与探空折射率的个例比较,表明山基掩星折射率廓线合理,且和探空折射率基本一致.统计结果显示,在2100 m以下,山基掩星折射率与探空折射率相对偏差的平均值为-2.0%,标准偏差为7.3%.
- 吴小成胡雄宫晓艳
- 关键词：折射率无线电探空
- 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
- 重力波对中间层和低热层大气环流的影响被引量：10
- 2005年
- 利用β通道准地转近似大气平均运动方程组,采用重力波线性饱和参量化方法,定性地研究大气重力 波对中间层和低热层大气环流的作用.模拟计算得到,大气重力波对平均东西风速可产生100m·s-1／d左右的作 用力和产生120 m2/s的湍流扩散,这些作用平衡了Coriolis扭力,导致大气的平均东西风速大大偏离辐射平衡 风场,中层顶附近的平均东西风速在冬季(夏季)甚至反转为东风(西风).平均东西风速计算结果与冬季和夏季 中频雷达东西风速观测值和大气模式剖面等大致一致.
- 胡雄张训械张冬娅
- 关键词：大气环流中间层湍流扩散平流层
- 武汉中层、低热层大气角谱中频雷达观测被引量：15
- 2003年
- 武汉中频雷达是利用中层、低热层中电子密度不均匀体的散射来测量大气的水平风场和电子密度剖面。雷达在计算风场的过程中可得到一些该层大气中电子密度不均匀体的寿命和空间尺度等参量值。结合这些参量和大气风场值可计算得到大气的角谱。其计算方法包括全相关分析技术的谱宽法和空间相关法。前者计算的值被认为是大气角谱的上限值。应用这两种方法,利用2001年2月9日武汉中频雷达的观测数据,对武昌上空中层、低热层大气的角谱进行了计算。结果得到大气角谱随高度增加略微增加,如在68km为6°,90km达最大为11°,其平均值为9.2°。利用2001年2月4—10日86km高度上的数据,得到一个7天平均的日变化曲线,发现大气角谱值在本地夜晚最小。
- 胡雄曾桢张冬娅熊建刚李凤琴黄泽荣张训械
- 关键词：中层大气中频雷达雷达观测大气探测
