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無線電掩星

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分析串聯的氣象、電離層和氣候觀測星群系統無線電掩星的信號延遲，可以用於大氣探測。

無線電掩星（RO）是用於量測行星大氣或環系統（英语：Ring system）物理性質的一種遙感技術。搭載GNSS無線電掩星儀的衛星包括CHAMP衛星、重力回溯及氣候實驗衛星、氣象業務衛星（英语：MetOp）和最近發射的福爾摩沙衛星七號[1]。

大氣無線電掩星

它依靠檢測穿越過行星大氣層，也就是大氣層掩蔽的無線電信號變化。當電磁波輻射穿過大氣層時會被折射，折射的大小取決於正常路徑的折射梯度，也就是折射率梯度取決於密度梯度。當輻射經歷漫長的大氣邊緣路徑時，影響的效果最為明顯。當無線電頻率的彎曲總量不能直接測量時，可以反過來使用都卜勒頻移信號計算和測量彎曲度，給出發射器和接收器的幾何關係。彎曲的總量可以通過使用阿貝耳轉換（英语：Abel transform）公式，導出相關的折射率與角度。將無線電掩星技術的資料應用在氣象學上，可以推導出中性大氣層（在電離層之下）的溫度、壓力和水蒸氣的含量的資訊。

GNSS 無線電掩星

GNSS無線電掩星（GNSS-RO），歷史上也被稱為GPS無線電掩星（GPS-RO或GPS SRO），是一種依賴於GPS（全球定位系統）或更一般地來自GNSS（全球導航衛星系統）衛星的無線電傳輸的無線電掩星[2][3]。這是一種相對較新的科技（首次應用於1995年），用於進行大氣量測。它被用作天氣預報工具，也可以用於監測氣候變化。該科技涉及一顆低地球軌道衛星從GNSS衛星接收訊號。訊號必須穿過大氣層，並在此過程中發生折射。折射的幅度取決於大氣中的溫度和水蒸氣濃度[4]。

GNSS無線電掩星幾乎是對大氣狀態的即時描述。GNSS衛星和低地球軌道衛星之間的相對位置會隨著時間的推移而變化，從而可以對連續的大氣層進行垂直掃描[5]。

GNSS-RO的觀測也可以從飛機上進行[6]或者在高山上[7]。

無線電掩星示意圖。

行星衛星任務

現時的任務包括新視野號上的電波科學實驗（英语：REX (New Horizons)）[8]。

衛星任務

相關條目

參考資料

  1. ^ Ding, Tong; Awange, Joseph L.; Scherllin‐Pirscher, Barbara; Kuhn, Michael; Anyah, Richard; Zerihun, Ayalsew; Bui, Luyen K. GNSS Radio Occultation Infilling of the African Radiosonde Data Gaps Reveals Drivers of Tropopause Climate Variability. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 16 September 2022, 127 (17). Bibcode:2022JGRD..12736648D. S2CID 251652497. doi:10.1029/2022JD036648. hdl:20.500.11937/91903 可免费查阅. 
  2. ^ Melbourne, W. G.; Davis, E. S.; Duncan, C. B.; Hajj, G. A.; Hardy, K. R.; Kursinski, E. R.; Meehan, T. K.; Young, L. E.; Yunck, T. P. The application of spaceborne GPS to atmospheric limb sounding and global change monitoring (报告). Jet Propulsion Laboratory. 1994. NASA-CR-199799, JPL-PUBL-94-18. 
  3. ^ Kursinski, E. R.; Hajj, G. A.; Schofield, J. T.; Linfield, R. P.; Hardy, K. R. Observing Earth's atmosphere with radio occultation measurements using the Global Positioning System. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 1997, 102 (D19): 23429–23465. ISSN 0148-0227. doi:10.1029/97JD01569 可免费查阅. 
  4. ^ GPS 'thermometer' could flag up climate change. [2008-02-16]. 
  5. ^ GPS Space-Based & GPS Radio occultation. [2008-02-16]. （原始内容存档于2009-05-15）. 
  6. ^ Xie, F.; Haase, J. S.; Syndergaard, S. Profiling the atmosphere using the airborne GPS occultation technique: A sensitivity study. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2008, 46 (11). S2CID 23345728. doi:10.1109/TGRS.2008.2004713. 
  7. ^ Zuffada, C.; Hajj, G. A.; Kursinski, E. R. A novel approach to atmospheric profiling with a mountain-based or airborne GPS receiver (PDF). Journal of Geophysical Research. 1999, 104 (D20): 24435–24447. Bibcode:1999JGR...10424435Z. doi:10.1029/1999JD900766 可免费查阅. 
  8. ^ Payload Technical Specifications. Pluto.jhuapl.edu. [2023-01-27]. 

9. Alexander, P., A. de la Torre, and P. Llamedo (2008), Interpretation of gravity wave signatures in GPS radio occultations, J. Geophys. Res., 113, D16117, doi:10.1029/2007JD009390.

外部連結

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