GPS无线电掩星后向传播方法

在大气多路径传播条件下,讨论了两种无线电信号的反演方法:几何光学方法和后向传播方法.当大气存在多路径效应时,采用几何光学方法反演大气参数会引入较大误差.后向传播方法将无线电信号从多路径区域反推至单路径区域,减少了大气多路径效应的影响.为了比较不同的反演方法,利用多相位屏模型,数值模拟了大气多路径条件下无线电信号在大气中的传播过程.假设信号处于理想条件下(仅受大气多路径效应的影响),分别用几何光学方法和后向传播方法对模拟信号进行反演,结果表明:后向传播方法能消弱大气多路径效应的影响,后向传播方法优于几何光学方法.对2007年第60天至180天4个月共约15000个CHAMP掩星观测数据进行反演,将其折射率反演结果与ECMWF分析场资料进行统计比较,结果说明:在南半球(30°S～90°S)、热带(30°S～30°N)以及北半球(30°N～90°N)的低对流层,后向传播方法反演的折射率的相对误差的平均偏差和均方差普遍小于几何光学方法.从而证实:后向传播方法确实能消弱大气多路径效应的影响,获得较好的反演结果.

GPS/LEO掩星正则变换反演方法

利用无线电全息方法,如正则变换方法或全谱反演方法,可以有效地解决大气多路径条件下GPS掩星信号的反演问题.本文采用正则变换方法反演掩星资料,模拟仿真反演结果显示正则变换方法可以准确地反演包含大气多路径效应的信号.在模拟信号的相位中加入不同程度的高斯相位噪声后,正则变换方法的反演结果会受到不同程度的影响.用正则变换方法对2007年第71天至73天共约4500个COSMIC数据进行处理.将其折射率反演结果和atmPrf资料(利用全谱反演方法计算得到)一起,与对应的ECMWF分析场资料进行统计比较,结果表明:在5km以下,正则变换方法计算的折射率的相对误差的平均值普遍大于atmPrf资料.其原因可能为:正则变换方法将信号从LEO轨迹后传播至辅助屏,造成孔径缩小,精度下降.同时也讨论了信号截断对低对流层中反演精度和掩星个数的影响.