stringtranslate.com

Радиозатмение

Радиозатменный анализ задержки сигнала тандемом FORMOSAT-3/COSMIC, используемым для зондирования атмосферы .

Радиозатмение ( RO ) — это метод дистанционного зондирования , используемый для измерения физических свойств планетарной атмосферы или кольцевой системы . Спутники, несущие на борту приборы GNSS-Radio occultation, включают CHAMP , GRACE и GRACE-FO , MetOp и недавно запущенный COSMIC-2 . [1]

Атмосферное радиозатмение

Атмосферное радиозатмение основано на обнаружении изменения радиосигнала при прохождении через атмосферу планеты, т. е. при его затенении атмосферой. Когда электромагнитное излучение проходит через атмосферу, оно преломляется (или изгибается). Величина преломления зависит от градиента преломления, нормального к пути, который, в свою очередь, зависит от градиента плотности. Эффект наиболее выражен, когда излучение проходит длинный путь через лимб атмосферы. На радиочастотах величина изгиба не может быть измерена напрямую; вместо этого изгиб может быть рассчитан с использованием доплеровского сдвига сигнала, заданного геометрией излучателя и приемника. Величина изгиба может быть связана с показателем преломления с помощью преобразования Абеля в формуле, связывающей угол изгиба с преломлением. В случае нейтральной атмосферы (ниже ионосферы) можно получить информацию о температуре , давлении и содержании водяного пара в атмосфере, что дает возможность использовать данные радиозатмения в метеорологии . [1]


Радиозатмение GNSS

Радиозатмение GNSS ( GNSS-RO ), исторически также известное как радиозатмение GPS ( GPS-RO или GPSRO ), представляет собой тип радиозатмения, который опирается на радиопередачи со спутников GPS ( Global Positioning System ) или, в более общем смысле, со спутников GNSS ( Global Navigation Satellite System ). [2] [3] Это относительно новый метод (впервые примененный в 1995 году) для проведения атмосферных измерений. Он используется как инструмент прогнозирования погоды , а также может быть использован для мониторинга изменения климата . Метод заключается в том, что спутник на низкой околоземной орбите получает сигнал со спутника GNSS . Сигнал должен пройти через атмосферу и преломиться по пути. Величина преломления зависит от температуры и концентрации водяного пара в атмосфере. [4]

Радиозатмение GNSS равнозначно почти мгновенному отображению состояния атмосферы. Относительное положение между спутником GNSS и спутником на низкой околоземной орбите меняется со временем, что позволяет проводить вертикальное сканирование последовательных слоев атмосферы. [5]

Наблюдения GNSS-RO также могут проводиться с самолетов [6] или с высоких горных вершин. [7]

Иллюстрация радиозатмения

Планетарные спутниковые миссии

Текущие миссии включают REX на New Horizons . [8]

Спутниковые миссии

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Ding, Tong; Awange, Joseph L.; Scherllin‐Pirscher, Barbara; Kuhn, Michael; Anyah, Richard; Zerihun, Ayalsew; Bui, Luyen K. (16 сентября 2022 г.). "GNSS Radio Occultation Infilling of the African Radiosonde Data Gaps Reveals Drivers of Tropopause Climate Variability". Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 127 (17). Bibcode : 2022JGRD..12736648D. doi : 10.1029/2022JD036648. hdl : 20.500.11937/91903 . S2CID  251652497.
  2. ^ Мельбурн, WG; Дэвис, ES; Дункан, CB; Хадж, GA; Харди, KR; Курсински, ER; Михан, TK; Янг, LE; Юнк, TP (1994). Применение космической GPS для зондирования лимба атмосферы и мониторинга глобальных изменений (Отчет). Лаборатория реактивного движения. NASA-CR-199799, JPL-PUBL-94-18.
  3. ^ Курсински, Э. Р.; Хадж, Г. А.; Шофилд, Дж. Т.; Линфилд, Р. П.; Харди, К. Р. (1997). «Наблюдение за атмосферой Земли с помощью радиозатменных измерений с использованием Глобальной системы позиционирования». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 102 (D19): 23429–23465. doi : 10.1029/97JD01569 . ISSN  0148-0227.
  4. ^ "GPS-термометр может сигнализировать об изменении климата" . Получено 2008-02-16 .
  5. ^ "GPS Space-Based & GPS Radio occultation". Архивировано из оригинала 2009-05-15 . Получено 2008-02-16 .
  6. ^ Xie, F.; Haase, JS; Syndergaard, S. (2008). «Профилирование атмосферы с использованием метода затмения бортового GPS: исследование чувствительности». Труды IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . 46 (11). doi :10.1109/TGRS.2008.2004713. S2CID  23345728.
  7. ^ Zuffada, C.; Hajj, GA; Kursinski, ER (1999). "Новый подход к атмосферному профилированию с помощью GPS-приемника, установленного на горе или на борту самолета" (PDF) . Journal of Geophysical Research . 104 (D20): 24435–24447. Bibcode :1999JGR...10424435Z. doi : 10.1029/1999JD900766 .
  8. ^ "Технические характеристики полезной нагрузки". Pluto.jhuapl.edu . Получено 2023-01-27 .

9. Александер, П., А. де ла Торре и П. Льямедо (2008), Интерпретация сигнатур гравитационных волн в радиозатмениях GPS, J. Geophys. Res., 113, D16117, doi:10.1029/2007JD009390.

Внешние ссылки