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GPS/LEO无线电掩星开环反演技术

徐贤胜 郭鹏 徐桃玲 洪振杰

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GPS/LEO无线电掩星开环反演技术

徐贤胜, 郭鹏, 徐桃玲, 洪振杰

Processing of GPS/LEO radio occultation recorded in open-loop mode

Xu Xian-Sheng, Guo Peng, Xu Tao-Ling, Hong Zhen-Jie
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  • 在低对流层,传统的闭环模式容易造成较大的信号追踪误差. 开环模式通过内部或外部方式消除导航资料调制(navigation data modulation, NDM)对大气反演的影响,能够准确地恢复信号的相位. 内部和外部方式的区别是,前者通过信号相邻采样的内在联系移除NDM, 后者利用卫星导航位元数据进行处理. 通过内部和外部两种方式处理COSMIC (constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)掩星数据,利用全谱反演方法获得弯曲角,通过Abel积分变换计算折射率. COSMIC掩星个案分析表明,在低对流层,内部方式可能会导致信号的半周跳现象, 从而造成反演的折射率出现误差. 分别用上述两种方式对2007年第71天至73天共约3130个COSMIC掩星开环数据进行处理. 将折射率反演结果与ECMWF(european centre for medium-range weather forecasts)分析场资料进行统计比较,结果显示:外部处理方式的探测深度比内部方式低100 —200 m. 在热带的3 km以下,内部方式具有比外部方式稍大的折射率负偏差. 因此,外部方式能够得到比内部方式略优的反演结果.
    In the moist lower troposphere, traditional phase-locked loop tracking of GPS (Global Position System) signal will introduce errors in the retrieved results. Both internal and external method can be used to remove navigation data modulation (NDM) and accurately recover the phase of GPS signals recorded in open-loop mode. The internal method removes the NDM using relationship between adjacent samples, while the external method removes the NDM using the externally recorded NDM bit data. Both above-mentioned methods are used to process the constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate (COSMIC) radio occultation data. COSMIC case study shows that internal method may include half-cycle slip in the recovered phase, which will lead to error in the retrieved refractivity. About 3130 COSMIC radio occultation soundings recorded in open-loop mode are processed by the internal and external method, and statistical comparison results of retrieved refractivity with that from the European Centre for medium-range weather forecasts (ECMWF) analyses show that the external method has a better penetration ability than the internal method in the lower moist troposphere. The mean of fractional difference in refractivity retrieved by external method is smaller than that by internal method below about 3 km.
    • 基金项目: 地震行业科研专项(批准号: 201108004)、 国家自然科学基金(批准号: 41075081)、 浙江省自然科学基金(批准号: Y6110751)和宁波市自然科学基金(批准号: 2010A610096) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Seism Public Welfare Scientific Research Project (Grant No. 201108004), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 41075081), the Natural Science Fundation of Zhenjiang Provice (Grant No. Y6110751), and the Natural Science Foundation of Ningbo (Grant No. 2010A610096).
    [1]

    Rocken C, Anthes R, Exner M, Hunt D, Sokolovskiy S, Ware R, Gorbunov M, Schreiner W, Feng D, Herman B, Kuo Y H, Zou X 1997 J. Geophys. Res. 102 29849

    [2]

    Ao C O, Meehan T K, Hajj G A, Mannucci A J, Beyerle G 2003 J. Geophys. Res. 108 4577

    [3]

    Hajj G A, Ao C O, Iijima B A, Kuang D, Kursinski E R, Mannucci A J, Meehan T K, Romans L J, Juarez M D L T, Yunck T P 2004 J. Geophys. Res. 109 D06109

    [4]

    Kuo Y H, Wee T K, Sokolovskiy S, Rocken C, Schreiner W, Hunt D, Anthes R A 2004 J. Meteorol. Soc. Jpn. 82 507

    [5]

    Xu X S, Guo P, Huang S X, Xiang J 2011 Acta Phys. Sin. 60 099202 (in Chinese) [徐贤胜, 郭 鹏, 黄思训,项杰 2011 60 099202]

    [6]

    Sokolovskiy S, Rocken C, Schreiner W, Hunt D, Johnson J 2009 Radio Sci. 44 RS2002

    [7]

    Sokolovskiy S 2001 Radio Sci. 36 483

    [8]

    Ao C O, Hajj G A, Meehan T K, Dong D, Iijima B A, Mannucci A J, Kursinski E R 2009 J. Geophys. Res. 114 D04101

    [9]

    Sokolovskiy S, Rocken C, Hunt D, Schreiner W, Johnson J, Masters D, Esterhuizen S 2006 Geophys. Res. Lett. 33 L14816

    [10]

    Hu X, Liou Y A, Gong X Y, Qiu Z J, Ye W H, Wang X, Wu X C, Xiao C Y, Xu L 2009 Chines J. Geophys. 52 2195 (in Chinese) [胡 雄, 刘说安, 宫晓艳, 丘增杰, 叶文豪, 王 鑫, 吴小成, 肖存英, 徐 丽 2009 地球 52 2195]

    [11]

    Sokolovskiy S, Kuo Y H, Rocken C, Schreiner W, Hunt D, Anthes R A 2006 Geophys. Res. Lett. 33 L12813

    [12]

    Guo P, Kuo Y H, Sokolovskiy S, Lenschow D H 2011 J. Atmos. Sci. 68 1703

    [13]

    Lohmann M S 2007 J. Geophys. Res. 112 D09115

    [14]

    Jensen A S, Lohmann M S, Benzon H H, Nielsen A S 2003 Radio Sci. 38 1040

    [15]

    Xu X S, Hong Z J, Guo P, Liu R J 2010 Acta Phys. Sin. 592157 (in Chinese) [徐贤胜, 洪振杰, 郭 鹏, 刘荣建 2010 59 2157]

  • [1]

    Rocken C, Anthes R, Exner M, Hunt D, Sokolovskiy S, Ware R, Gorbunov M, Schreiner W, Feng D, Herman B, Kuo Y H, Zou X 1997 J. Geophys. Res. 102 29849

    [2]

    Ao C O, Meehan T K, Hajj G A, Mannucci A J, Beyerle G 2003 J. Geophys. Res. 108 4577

    [3]

    Hajj G A, Ao C O, Iijima B A, Kuang D, Kursinski E R, Mannucci A J, Meehan T K, Romans L J, Juarez M D L T, Yunck T P 2004 J. Geophys. Res. 109 D06109

    [4]

    Kuo Y H, Wee T K, Sokolovskiy S, Rocken C, Schreiner W, Hunt D, Anthes R A 2004 J. Meteorol. Soc. Jpn. 82 507

    [5]

    Xu X S, Guo P, Huang S X, Xiang J 2011 Acta Phys. Sin. 60 099202 (in Chinese) [徐贤胜, 郭 鹏, 黄思训,项杰 2011 60 099202]

    [6]

    Sokolovskiy S, Rocken C, Schreiner W, Hunt D, Johnson J 2009 Radio Sci. 44 RS2002

    [7]

    Sokolovskiy S 2001 Radio Sci. 36 483

    [8]

    Ao C O, Hajj G A, Meehan T K, Dong D, Iijima B A, Mannucci A J, Kursinski E R 2009 J. Geophys. Res. 114 D04101

    [9]

    Sokolovskiy S, Rocken C, Hunt D, Schreiner W, Johnson J, Masters D, Esterhuizen S 2006 Geophys. Res. Lett. 33 L14816

    [10]

    Hu X, Liou Y A, Gong X Y, Qiu Z J, Ye W H, Wang X, Wu X C, Xiao C Y, Xu L 2009 Chines J. Geophys. 52 2195 (in Chinese) [胡 雄, 刘说安, 宫晓艳, 丘增杰, 叶文豪, 王 鑫, 吴小成, 肖存英, 徐 丽 2009 地球 52 2195]

    [11]

    Sokolovskiy S, Kuo Y H, Rocken C, Schreiner W, Hunt D, Anthes R A 2006 Geophys. Res. Lett. 33 L12813

    [12]

    Guo P, Kuo Y H, Sokolovskiy S, Lenschow D H 2011 J. Atmos. Sci. 68 1703

    [13]

    Lohmann M S 2007 J. Geophys. Res. 112 D09115

    [14]

    Jensen A S, Lohmann M S, Benzon H H, Nielsen A S 2003 Radio Sci. 38 1040

    [15]

    Xu X S, Hong Z J, Guo P, Liu R J 2010 Acta Phys. Sin. 592157 (in Chinese) [徐贤胜, 洪振杰, 郭 鹏, 刘荣建 2010 59 2157]

  • [1] 宋萌萌, 周前红, 孙强, 张含天, 杨薇, 董烨. 电子散射和能量分配方式对电子输运系数的影响.  , 2021, 70(13): 135101. doi: 10.7498/aps.70.20202021
    [2] 钟哲强, 母杰, 王逍, 张彬. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析.  , 2020, 69(9): 094204. doi: 10.7498/aps.69.20200034
    [3] 唐彬, 曹超, 尹伟, 孙勇, 刘斌. 样品转动方式对中子全息成像结果的影响.  , 2015, 64(24): 242801. doi: 10.7498/aps.64.242801
    [4] 卢吴越, 张永平, 陈之战, 程越, 谈嘉慧, 石旺舟. 不同退火方式对Ni/SiC接触界面性质的影响.  , 2015, 64(6): 067303. doi: 10.7498/aps.64.067303
    [5] 冯聪, 邹艳丽, 韦芳琼. 簇间连接方式不同的簇网络的同步过程研究.  , 2013, 62(7): 070506. doi: 10.7498/aps.62.070506
    [6] 徐贤胜, 郭鹏, 洪振杰, 吴江飞. GPS/LEO掩星正则变换反演方法.  , 2013, 62(7): 079201. doi: 10.7498/aps.62.079201
    [7] 刘超, 胡立发, 穆全全, 曹召良, 胡红斌, 张杏云, 芦永军, 宣丽. 用于开环液晶自适应光学系统的模式预测技术研究.  , 2012, 61(12): 129501. doi: 10.7498/aps.61.129501
    [8] 王丹, 井元伟, 郝彬彬. 加权方式对网络同步能力的影响.  , 2012, 61(17): 170513. doi: 10.7498/aps.61.170513
    [9] 海凛, 张业荣. 任意分集方式多输入多输出无线通信系统的统计信道建模.  , 2012, 61(18): 180101. doi: 10.7498/aps.61.180101
    [10] 刘莎, 吴锋民, 滕波涛, 杨培芳. 卷曲方式对Rh原子在单壁碳纳米管内外吸附的影响.  , 2011, 60(8): 087102. doi: 10.7498/aps.60.087102
    [11] 徐贤胜, 郭鹏, 黄思训, 项杰. 无线电掩星滑动频谱方法和后传播方法的分析比较.  , 2011, 60(9): 099202. doi: 10.7498/aps.60.099202
    [12] 赵菲菲, 赵宝升, 刘永安, 胡慧君, 曹希斌. 感应读出方式紫外光子计数成像技术的研究.  , 2010, 59(9): 6306-6311. doi: 10.7498/aps.59.6306
    [13] 康瑞, 彭莉娟, 杨凯. 考虑驾驶方式改变的一维元胞自动机交通流模型.  , 2009, 58(7): 4514-4522. doi: 10.7498/aps.58.4514
    [14] 周蜀渝, 徐 震, 周善钰, 王育竹. 以慢原子束方式进行原子转移的双磁光阱系统.  , 2007, 56(1): 165-169. doi: 10.7498/aps.56.165
    [15] 杨吉军, 徐可为. 多晶薄膜表面粗化与生长方式转变.  , 2007, 56(2): 1110-1115. doi: 10.7498/aps.56.1110
    [16] 黄万霞, 朱佩平, 袁清习, 王寯越, 舒 航, 胡天斗, 吴自玉. 衍射增强成像方法中两种晶体排列方式的对比研究.  , 2006, 55(10): 5178-5185. doi: 10.7498/aps.55.5178
    [17] 黄建国, 陈 东. 不同接地方式的卫星介质深层充电研究.  , 2004, 53(5): 1611-1616. doi: 10.7498/aps.53.1611
    [18] 杨湘波, 刘有延. 光在按特殊准晶方式排列的媒质中的传播.  , 1998, 47(5): 851-863. doi: 10.7498/aps.47.851
    [19] 自动制版研究组. 积木式图形发生器及其图形发生方式.  , 1976, 25(1): 88-90. doi: 10.7498/aps.25.88
    [20] 鮑家善. 雙余隔平方式波束天線.  , 1953, 9(1): 45-56. doi: 10.7498/aps.9.45
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-23
  • 修回日期:  2012-03-19

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