用非线性重整化方法反演大气折射率廓线的数值试验

本文研究采用非线性重整化方法反演大气折射率廓线，以代替传统的探测方法，结果表明表明非线性重整化方法能够反演出人们所关心的局部大气折射率廓线的改变。

地基GPS低高度角观测反演大气折射率廓线的模拟仿真

用价值函数的最优估计方法,发展了地基GPS弯曲角和相位观测联合反演大气折射率廓线的算法.在价值函数中提出了一个比较合理的权系统;通过四参数形式的折射率模型,采用变分同化技术,反演出大气折射率廓线.模拟结果显示,地基GPS观测反演得到的低层大气折射率廓线与真值吻合较好,并可以应用到大气波导的探测.

低高度角地基GPS联合反演大气折射率廓线

为充分利用电磁波在大气中传播所携带的信息反演大气折射率廓线,提高低高度角地基GPS反演折射率廓线的精度,本文通过多目标优化反演算法NSGA-II,基本实现了GPS电磁波传播损耗和相位延迟观测量的最优联合反演。数值试验表明,联合反演效果明显优于传统的GA(Genetic Algorithm)单目标反演算法,加噪试验进一步证明了最优联合反演算法在反演折射率廓线方面的可行性及优越性。

FY-3C无线电掩星折射率廓线的反演及验证

2013年,中国发射了首颗进行全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)无线电掩星观测的气象卫星FY-3C,其掩星数据产品已由国家卫星气象中心(national satellite meteorological center,NSMC)发布。基于FY-3C附加相位数据,通过几何光学反演和全谱反演相结合的方法自主反演获取大气折射率廓线,并利用NSMC提供的折射率产品和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)的气候再分析数据集(ECMWF reanalysis-interim,ERA-Interim)对反演结果进行验证。2017年全年FY-3C掩星折射率自主反演的成功率为82%,与NSMC 83.5%的反演成功率基本一致。以ERA-Interim再分析资料为参考,自主反演折射率相对偏差绝对值在25 km以下,小于1.5%,略优于NSMC产品,但偏差标准差比NSMC产品略大,达到了3.6%。自主反演和NSMC的折射率廓线在高纬地区的相对偏差均低于中低纬地区,且自主反演折射率的相对偏差总体上在夏季高于冬季。