山基无线电掩星模拟

利用3维射线追踪技术模拟山基(或机载)无线电掩星,研究掩星事件出现的时间、方位角和掩星事件持续时间;详细研究了大气边界层水汽和温度变化对掩星观测高度、相位时延的影响;从CHAMP掩星观测结果分析,得到了地形对掩星观测高度有重要影响的新结论.研究结果对于解释大气边界层掩星观测信号中断和掩星观测高度变化是非常有益的.     

利用无线电掩星观测数据反演大气水汽剖面

准确掌握地球低层大气中的水汽分布，了解水汽变化趋势对天气现象的研究、数值天气预报具有重要的理论研究及实用价值。以无线电掩星技术为基础，利用掩星数据反演大气水汽剖面。详细阐述通过线性迭代方法，反演对流层下部水汽廓线的原理。对常用的掩星数据做了概括性介绍，利用实际掩星数据反演得到了近地面水汽的垂直分布廓线，并给出了反演个例。通过反演的水汽廓线与模式以及实际探空资料进行对比，表明在大多数情况下，由大气折射率反演获取水汽剖面的正确性。针对初始温度和反演上边界的问题进行了研究，分析了不同温度及不同上边界条件下水汽剖面反演可能受到的影响，指出了线性迭代方法反演水汽垂直分布中存在的问题。     

山基GPS掩星观测数据在电波到达角计算中的应用

在福建省太姥山和浙江鹤顶山开展了GPS掩星观测实验并成功获取山基掩星观测数据, 对掩星事件进行了分析和统计; 阐述了利用山基掩星观测数据计算大气折射指数和电波弯曲角的原理和算法, 基于山基反演数据与欧洲中期天气预报中心(European centre for medium-range weather forecasts, ECMWF)数据构建电波传播的直接折射模型和一次反射模型来计算任意两点之间的电波到达角.结果表明:山基反演数据计算的大气折射率剖面反演准确度在95%以上, 在1 km下的近距离计算中基于山基反演数据的直接折射模型优于一次反射模型, 山基反演数据的电波到达角模型优于ECMWF数据模型, 文中创建的两种电波到达角计算模型对模拟两点之间的电波传播路径和真实电波信号的调整接收具有重要指导意义.     

掩星观测中电离层延迟对LEO卫星轨道误差的响应

从Haselgrove和Budden方程出发，模拟了GPS信号在电离层中的传播过程，利用GPS/MET实验中5组GPS和LEO卫星的实际轨道，分别模拟了无LEO卫星轨道扰动和有轨道扰动情况下的GPS信号在电离层中的传播，并生成了对应的电离层延迟量，以同步生成的模拟精度序列为参照，就掩星观测中电离层延迟对LEO卫星轨道误差的响应程度进行了估计和分析，初步结果显示：在掩星观测中，电离层延迟对LEO卫星轨道误差的响应比中性层延迟要弱得多，这可能同采用了电离层掩星观测的采样频率比中性层采样频率低两个数量级的技术手段有关。     

利用GPS的无线电遮蔽（掩星）技术进行遥感和地球大气系统的研究

本文重点叙述利用ＧＰＳ的无线电遮蔽技术进行遥感和地球大气系统研究的意义，基本原理，研究用的系统和方法，模拟和试验结论，以及结果的精度分析。     

临近空间星光掩星技术的初步应用

大气星光掩星技术可以探测获得行星大气多种痕量成分密度等信息,该技术基于大气光谱透过率来进行探测。根据星光掩星探测原理建立了掩星工作模型,初步分析了气体分子光谱吸收特征,获得了多种大气成分的透过率,利用大气透过率反演得到了大气成分密度,并与大气模式MSISE-00结果进行比较验证。进一步对光谱的信噪比和相对误差进行了估计,并讨论了恒星的不同视星等对探测信噪比和相对误差的影响,由此给出目标星视星等的范围。初步结果表明:利用视星等在-1.45~3.55范围内的目标星作为光源进行探测,信噪比在100以上,且测量的相对误差最小可达到1%。以上结果为地球临近空间高度上星光掩星探测的开展提供了初步的理论指导。     

利用掩星弯曲角协方差变换法确定对流层顶

利用气象电离层与气候观测星座（The Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere,and Climate,COSMIC）任务提供的全球定位系统（Global Positioning System,GPS)无线电掩星观测数据,研究用弯曲角自然对数协方差变换确定对流层顶的方法.对该方法中尺度因子a值的选取原则进行了讨论,发现当a取35 km时,基本能过滤低对流层大气温度和湿度梯度引起的小尺度变化,最易确定对流层顶高度.〖JP2〗将采用该方法确定的对流层顶分别与相应的掩星温度廓线确定的温度最低点对流层顶（Cold Point Tropopause,CPT）和温度递减率对流层顶(Lapse Rate Tropopause,LRT)、以及无线电探空温度廓线确定的CPT和LRT进行了比对,结果表明:直接从弯曲角廓线出发,采用自然对数协方差变换法确定对流层顶是可行的;在某些高纬度地区,弯曲角自然对数协方差变换法比其它方法更加实用.     

基于2007-2013年COSMIC掩星数据的电离层振幅闪烁研究

利用2007-2013年的COSMIC掩星数据，分析了E区与F区电离层闪烁的变化特征.发现用闪烁出现频次、闪烁发生率以及闪烁强度来表征的电离层闪烁出现规律比较相似.E区电离层闪烁在夏季半球的中纬地区最强，其次是春秋季的低纬地区和冬季半球.就经度分布来说，春秋季E区电离层闪烁呈四波结构.对F区电离层闪烁来说:南美-大西洋扇区在12月至点最为显著；非洲和太平洋扇区在6月至点最为显著；大西洋扇区在春秋分季最为显著.极区也出现中等强度的闪烁，尤其在南半球的90°E~180°E扇区较为显著.高纬E区电离层闪烁强度随太阳活动的增强而增强，而低纬和南半球的中纬E区闪烁随太阳活动的增强而减弱.高纬和低纬F区闪烁随太阳活动的增强而增强，而中纬F区电离层闪烁对太阳活动无显著依赖关系.对于赤道区来说，北半球60°W~60°E经度区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著，其次是南半球60°E~210°E附近；而对于高纬地区来说，F区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著的区域在南半球60°E~210°E附近.     

基于COSMIC掩星观测的顶部电离层标高特征分析

顶部电离层是指F2层电子密度最大值所在高度以上的电离层区域。掩星观测能够提供地面到低轨卫星轨道高度处的整个电离层电子密度剖面,对于顶部电离层的研究具有重要作用。标高是构建顶部以上电离层电子密度剖面模型的重要参数。本文使用2007—2020年的气象、电离层和气候星座观测系统(Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate, COSMIC)掩星观测数据,提取有效电子密度剖面数据的顶部标高,分析了其随地方时、季节、经纬度和太阳活动水平的变化特性。结果表明：顶部标高具有明显的日变化和季节变化规律,并且表现出强烈的太阳活动依赖性;顶部标高在纬度上的变化强烈依赖于地方时,同时在东西经向上表现出明显的波状结构,且这种经度波状结构在南北半球具有不同的形态;顶部标高在夏季半球具有显著的东西经向差异,南半球夏季更为明显。     

地基GNSS和天基掩星观测对全球电离层数据同化效果的影响分析

电离层的精确现报预报对装备系统效应减缓及空间科学研究均具有重要的应用价值. 地基GNSS和天基掩星是电离层数据同化最为重要的数据来源之一。通过观测系统仿真试验（observation system simulation experiments,OSSE）对四种不同的观测系统条件下的全球电离层数据同化效果进行了定量分析,数据同化的总电子含量（total electron content, TEC）及三维电子密度参量技术得分(skill score, SKS)的评估结果表明:1)观测构型对数据同化现报和预报精度均具有重要影响。2)仅仅同化地基GNSS数据,其同化的TEC精度相比背景模型会有较明显的改善,TEC现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS分别为0.45、0.39、0.32和0.25;但电子密度的现报和预报结果相比背景模型的改善则相对有限,电子密度现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS仅为0.05、0.04、0.03和0.02;通过融合掩星观测数据,其电子密度的精度会有明显提升。3)在掩星卫星数量较多且观测数据的覆盖性较好的条件下,仅同化掩星TEC观测数据就可以获得准确的TEC和电子密度现报与短期预报结果;大规模掩星星座的观测比仅利用地基GPS观测进行同化,其TEC现报、提前1 h预报、提前2 h预报和提前3 h预报的SKS分别提高了0.2、0.17、0.14和0.12;电子密度SKS分别提高了0.39、0.35、0.28和0.22,电子密度SKS的提升幅度要优于TEC。4) 现有的观测系统布局对中低纬区域的数据同化精度的提升效果要优于高纬区域;5) 随着预报时间的增加,数据同化的精度呈现下降的趋势. 随着未来微小卫星数量的快速增加,天基掩星观测将对电离层状态的精确表征产生不可估量的作用,相关研究可为我国天地基电离层观测系统的设计和构建提供技术参考.     

利用COSMIC掩星数据分析电离层扩展F层现象

利用2009年的COSMIC掩星观测数据,分析电离层扩展F层不均匀结构引起的GPS卫星C/A码信噪比闪烁,研究全球范围内扩展F层的出现随地理位置、地方时变化的统计特征。初步分析结果表明,扩展F层在3月份主要出现在低纬地区和两极地区,主要发生在地方时日落至午夜之间,有时可延至午夜后数小时。本文结果和以往利用其他观测手段获得的结果较为一致,说明GPS掩星技术可以作为观测全球扩展F层的一种有效手段。     

电离层多源数据同化方法研究

多源数据同化是实现电离层天气现报和预报的重要途径.选择参数化电离层模型作为背景模型,基于地基全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)观测以及第二代气象/电离层气候卫星探测系统(Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate 2,COSMIC 2)掩星测量,利用经验电离层模型NeQuick计算得到多源观测数据,结合水平和垂直方向分离的高斯型协方差矩阵及卡尔曼滤波方法实现了中国区域电离层多源数据同化反演.同化结果表明,多源数据同化方法能将观测资料有效地同化到背景模式中从而获得较好的同化结果.与背景模式相比,同化后得到的电离层总电子含量及电子密度误差均显著下降.     

虚拟无线电技术及其应用

近年来软件无线电技术已成为无线电通信领域的技术热点。文中首先介绍软件无线电的基本概念、体系结构及其关键技术 ,在此基础上着重探讨软件无线电的发展新趋势虚拟无线电 (virtualradio)技术 ,通过与传统软件无线电技术的比较 ,分析其优势所在 ,并以SpectrumWare系统为例 ,提出了采用虚拟无线电技术实现GSM收发信基站的软件模块设计方法。     

联合战术通信系统的发展及其应用

联合战术通信系统(JTRS)是美军各层次网络空间能力建设和发展的重要通信装备，是实现其“战术级网络空间优势”的重大举措。针对JTRS最新动态及其调整变化，给出了JTRS的进展情况，包括JTRS电台演进和软件通信体系结构规范(SCA)标准；深入研究了JTRS电台体系架构和典型组网结构，并对JTRS的主要波形、相关电台进行了梳理分析与归纳总结，并对JTRS发展动态进行了分析展望。通过对JTRS发展及其应用进行深入研究，能够为战术互联网和新型软件无线电电台的发展提供借鉴，从而促进我国军事通信装备跨越式发展。     

软件无线电技术在军事上的应用评述

本文较为详细地概述了软件无线电技术在国外军事领域开展应用的情况,并列举了典型的系统和计划,阐明了软件无线电技术的未来发展前景。     

基于软件无线电的智能天线

智能天线是在软件无线电基础上提出的天线设计概念，是数字波束形成（DBF）技术与软件无线电完美结合的产物。本文主要介绍了智能天线基本组成，讨论了智能天线波束形成算法的分类，以及工程实现中的关键技术。     

基于软件无线电和云计算技术的无线电监管体系

文章提出了运用软件无线电、有线及无线高速网络、云计算等技术等3项新技术相结合的全新的无线电监测系统的设想、框架及应用模式,一改传统无线电监测基础思想和模式,为新一代的无线电监管技术及体系的发展提供参考。     

从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状

本文归纳了从软件无线电到认知无线电功能的演进。认知无线电又是在软件无线电的基础上提出的智能化的无线通信技术,它着力解决频谱资源的有效利用问题：认知无线电概念的提出将对现行的频谱管理体制提出挑战,并给无线通信带来新的发展空间。在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。